登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
由于风力机大惯量风轮的惯量会随其叶轮直径最高点的风速、风压、大气温度的变化而变化,所以其低频扭转振动特性也会随之变化,其低频扭转振动特性是非线性的。
作为风力机,由于其叶轮叶片工作的周期性性质,使得作用于轴系上的扭矩为一周期性的简谐扭矩,而形成激励源,当激励力的频率与其固有的振动频率相同时,就会产生“共振”现象,将使低频扭转振动得到巨大的动态放大作用,从而大大增加了轴系中所受到的扭转应力,导致轴系发生各种事故。
目前有99%风力机是刚性传动的双质量系统,它们都有个共同点:其系统的首部均为大惯量,艉均为小惯量。这样只要大惯量风轮有微小的振幅,后面小惯量的振幅就会成百倍到上十万倍地增大。
二、低频扭转振动产生的损坏表现
实际风力机传动轴系装置不同于扭摆。它属于两端都是自由的所谓“自由-自由”系统。各点的振幅都会很大。这种系统在运转时,将产生“滚振”现象。理论及实践上都证明“滚振”现象随工作转速的降低而增大。即“滚振”是属于低频也就是低转速范畴内的问题,实际上风力机主传动轴系-风轮是在低转速运转,一般都在十多转/每分钟。但是风力机传动轴系较短,在风力机大部分甚至全部运转范围内的“滚振”反而可能会变成为风力机低频扭转振动的主要表现。
由于低频扭振破坏属于疲劳破坏,除了低频扭振应力很大时,大部分情况是要经过一段时间使用才有损坏现象出现,这样就更容易被人们所忽视。当风力机经常运转在非线性的低频扭振临界转速时,一般容易出现的现象为风力机的增速齿轮箱噪声大,齿面容易出现点蚀、剥落等摩损现象,严重的会出现断齿螺栓折断及滚动轴承跑圈,滚子、保持架损坏等事故。可以使轴系中某些位置经数分钟运转即发热,或造成轴折断等事故,当然低频扭转振动并不是不可能反映在风力机振动上,例如系统中有增速齿轮箱而且低频扭振比较严重时,当低频扭振交变力矩瞬时超过传递平均扭矩时,啮合齿轮会出现瞬时脱离现象造成轮齿的冲击-敲击。由于齿轮的冲击,使增速齿轮箱承受很大的扭矩,通过底座传到机座,也会造成风力机总振动或局部振动,以至造成风力机损坏事故。
主传动链故障次要原因——微动磨损
风力机存在振动,有振动就有微动磨损。
微动磨损普遍存在于机械行业、核反应堆、航空航天、桥梁工程、汽车、铁路、船舶、电力工业、风力机、电信装备和人工植入器官等领域的紧配合部件中,随着高科技领域对高精度、长寿命和高可靠性的要求,以及各种工况条件的苛刻,微动损伤的危害日益凸现。微动损伤现已成为一些关键零部件失效的主要原因之一,甚至称之为“工业癌症”。
由于机械、流体、热循环、电磁等引起的振动,微动磨损普遍存在于看似“静止”的各种间隙或紧配合的接触界面。
(1)微动磨损会造成各种连接件,包括各种螺栓、铆钉、销连接和搭接,微动损伤松动、失效。
(2)微动磨损会造成各种紧固机构和夹持机构产生微动疲劳裂纹。
(3)微动磨损会造成各种榫槽配合、花键配合发生的微动疲劳损伤(风力机行星传动就有花键与花键槽配合)。
(4)微动磨损会造成各种绳索类构件(如风力机的电缆、钢丝绳、斜拉索等)发生微动疲劳损伤。
(5)微动磨损会造成各种过盈配合,如轮轴类部件。如滚动轴承内/外圈与轴/轴承座发生微动疲劳断裂、松动、跑圈,即轴冷切。
(6)微动磨损会造成各种间隙配合发生微动损伤。
(7)微动磨损会造成各种弹性支撑机构发生微动损伤。
(8)微动磨损会使置于振动环境下堆积的零件,在运输过程中在局部地区发生微动磨损,造成表面擦伤。
(9)微动磨损会使滚珠/滚柱轴承的滚珠/滚柱在承受法向交变载荷后在内外滚道上留下通常被称为“伪布氏压痕”的圆形凹坑状微动损伤。
(10)微动磨损会使各种人工植入件,如人工关节与骨刺处在人体运动时发生微动磨损,因微动损伤造成松动或断裂等。
(11)微动磨损会使各种电接触部件,部分仪器设备中的电接触件在机械振动、电磁作用、热波动下导致表面微动损伤、信号失真或失灵。
(12)微动磨损会使核工业的燃料棒组件弹性支撑机构和蒸汽发生器及热交换器发生微动损伤。
在工程实际中判断是否发生了微动损伤,一般可通过如下4个步骤进行:
(1)判断是否有振动源或承受交变载荷——微动发生的内因。
(2)判断损伤是否发生在名义上静止的紧配合界面上——微动产生的必要条件。
(3)判断是否存在微动损伤的表面形貌。
(4)判断磨屑的特征。
主传动链故障第三个原因——载荷谱设计偏离实际。
风力机设计阶段,其载荷谱是按传统的思维考虑——没有从动态考虑实际风况的频繁突变以及异常变化的时变性、波动性、间歇性。工况异常变化引起的异常瞬态工况(其异常瞬态载荷会比假设的极端载荷大得多)载荷变化越快,其轴承的PVmax值就越大,转子和轴承的耦合会使PVmax值变得更大,保持架滑动率、滚子的滑动率、轴承的PVmax值会出现瞬时较大的现象,这时轴承将出现瞬时高温、磨损等现象,这将引起轴承失效。同时异常瞬态工况引起磨擦副间油膜破坏→磨擦副间半干磨擦(或干磨擦)→磨擦副微点蚀/磨损→磨擦副轴向开裂损伤→磨擦副蠕动或跑圈/轴承或轮齿失效。
目前载荷谱仅考虑正常运转工况下的安全设计余量,不是按DfR进行可靠性设计,使设计的产品实际承受应力大于材料强度的概率尽量减小,即使产品的设计达到可靠性的要求原则。
未充分考虑异常风的瞬时工况,如风速瞬时在变、风机急停、急启时等情况下产生的异常瞬时冲击载荷大大超过设计极限载荷(国外已测出超过3到5倍极限载荷),风力机长期在异常冲击载荷、交变载荷作用下,极大影响磨擦副各零件的刚度和形变量,改变了磨擦副零件配合精度,降低了其疲劳寿命。
现在不管哪种风力机出了故障、整机设计厂很少从自身传动系统找原因、总把责任推到齿轮箱、推到轴承或其他方面去,这是不公平的。 整机设计厂总认为目前所使用的刚性传动系统是最好的,其实不然。
目前风力机这个问题表现在主轴承、齿轮箱轴承、变桨轴承甚至轮齿上,实际上是已触及到风力发电设备设计的核心:风力机的传动系统的设计、风力机的载荷谱、风力机的控制策略以及风力机设计软件的可靠性等。
几点建议
1.按DfR的评估方法(IEEE 1624评估、AIAG计分评估法)用最流行的软件可靠性评估工具CASRE(计算机辅助软件可靠性评估)评估目前风力机所用的设计软件可靠性。
2.建议在目前已有的和新设计的风力机主传动系统中加装不同型号、低频、非线性扭转振动减振阻尼装置。
3.建议风电机组传动系统应需破除技术惯性并加强创新。
4.建议推广国家科技部863项目——复合行星传动装置+液力变矩传动技术就是柔性传动系统技术进行深入调研。
目前国内已有27台使用了七年的复合行星传动装置+液力变矩传动技术(其低增比(1:30)齿轮箱用Romax软件设计dBA=88)的同步风力发电机组,其中两台样机七年来可利用率达到99%。
它能回收5%~8%功率,重量比同样功率少20%、体积减少15%,能吸收和降低风力机异常瞬时冲击载荷的电网友好型的传动系统的同步风力发电机技术(印度开发商曾前来国内某风场考查过该技术、并和相关制造厂洽谈同时要求买断该机型在南亚销售权)。
有自动换挡小汽车的都体验到,小汽车自动换挡就是变速齿箱+液力变矩的传动装置,其变速齿箱都是很可靠的,原因就是该传动系统有液力变矩的传动装置、液力变矩的传动装置不是直驱机或双馈机那样的刚性传动,而是可以吸振和减振的柔性传动系统。
5.建议从风电齿轮箱制造厂讲,是否可改变现行对风电齿轮箱的试验考核方法,使其尽量回归到其实际的运行工况。例如笔者在九年前先后在国内两家风电齿轮箱制造厂所作过的按1200个循环(5%→100%→5%→100%)、275小时变工况考核(其中100%共250小时)的试验。
6.风力机的控制策略要优化到尽可能限制或减少对风力机传动轴系-轴承系统突然加载。
尤其是高速轴承的工况交变严重时会使高速轴系转子和高速轴承耦合。
7.应规范风力机叶片其静/动平衡要求
目前国内制造的风力机叶片均未规范其静/动平衡要求,而会使风力机频繁地在某些转速时存在不平衡激励而引发不平衡振动造成慢变故障,即可使风力机整个传动系统产生不平衡响应引起轴承和轮齿的失效。
笔者认为提高风电齿轮箱及轴承的可靠性,除了风电齿轮箱厂、轴承厂的努力外,整机厂的整机主传动系统的可靠性设计才是重要的一环。希望整机厂能够给予重视。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星风力发电网讯:6月26日,全球风能理事会(GWEC)20周年庆典在葡萄牙里斯本举行。远景能源凭借在再生能源领域持续的创新、卓越的全球市场领导力及对全球零碳转型的坚定承诺,荣获GWEC“行业领军者”大奖(SegmentChampionsAward)。这一殊荣不仅是对远景能源技术实力的有力认可,更是对其推动全球
长期以来,海上风电直驱式、双馈式和半直驱式三种技术路线分庭抗礼,各有优劣。但在海上风电技术路线的竞争中,半直驱技术凭借独特的性能优势,正逐步脱颖而出,成为市场的主流选择。据CWEA统计的2024年中国下线的海上风电机型数据显示,在2024年下线的全部海上风电机型中,技术路线越发单一,全部为半
近日,今年第1号台风“蝴蝶”强势登陆我国海南、广东等地。明阳集团位于上述地区及广西区域的36个风电项目、包括“明阳天成号”、“明渔一号”等在内的1205台风电机组受到直接影响。凭借机组过硬的抗台风技术和运维团队周密的应急部署,“蝴蝶”过境期间,1205台风机全部经受住考验,实现了设备零重大
运达能源科技集团股份有限公司(下称“运达股份”),是国内最早从事风电技术研究与产品开发的大型国有控股上市公司,是全球领先的智慧能源技术解决方案供应商,拥有国家企业技术中心、浙江省海上风电技术重点实验室、博士后科研工作站、院士专家工作站、省级重点企业研究院等多个高能级创新平台,承担
行业挑战:混塔安全和锚索张力监测当前,随着风电机组向更大容量、更高塔筒方向演进,越来越多项目采用“混凝土基座+钢制塔身”的混合塔筒结构以提升整体稳定性与经济性。在这一结构体系中,锚索系统作为连接地基与塔身的“结构筋骨”,其健康状况直接决定着整机的安全命脉。锚索实际运行中存在四大核
第七届(2025)风资源技术论坛会议通知各相关单位:风资源技术作为贯穿风电项目全生命周期的关键技术之一,是支撑风电产业实现高质量发展的重要板块。当前行业面临风电市场化交易、开发环境条件多样、理论研究迈向无人区、供应链与标准化体系不完善等多重挑战;与此同时,人工智能、大数据平台等新技术的
继2024年完成国内首个欧洲漂浮式5MW机组交付、助力法国大西洋示范项目后,兴蓝风电于2025年仲夏再下一城#x2014;#x2014;与英国H科技达成深度合作,成为其风电项目的独家设备供应商及能源转型合作伙伴。此次合作标志着兴蓝风电十五五全球化战略的实质性突破,更以技术赋能的方式,与合作伙伴共同推进英国
在“双碳”目标深入推进、绿色低碳发展浪潮蓬勃兴起的当下,入驻盐城绿色低碳科创园的国家风电设备检测中心,聚焦涉网检测与质量验证核心业务,为盐城乃至全国风电产业安全高效发展提供有力技术支撑,正向着行业内重要公共服务平台标杆的目标稳步迈进。作为国内涉网检测能力领先的专业机构,中心实验室
近日,龙源电力“极端气候下风电机组防除冰技术攻关与工程化突破”项目成果通过中国电机工程学会组织的科技成果鉴定,整体技术达到国际领先水平。该项目研发的风电机组防除冰成套技术可有效降低风电场的覆冰损失,提升风电机组出力和可靠性。在寒冷潮湿天气中,风电机组叶片容易附着冰层,导致重量增加
浙江省科技厅日前公布2024年度省级重点实验室建设名单,由运达股份牵头,联合浙江大学、浙江工业大学共同组建的浙江省“全省海上风电技术重点实验室”正式获得认定。该实验室是浙江省聚焦新能源领域布局的重大创新平台,将致力于突破深远海风电关键技术瓶颈。“全省重点实验室”是浙江省科技创新体系的
日前,三一重能塞尔维亚Alibunar项目成功签署电力购买协议(PPA)和电力差价合约(CfD),标志着三一重能在塞尔维亚新能源领域迈出了关键一步,为后续深耕欧洲新能源市场、拓展全球业务版图提供重要支点。三一重能塞尔维亚Alibunar项目位于塞尔维亚东部,所在区域是该国风资源最丰富的地区之一。项目总
在祖国北疆,内蒙古乌兰察布广袤的大地上,成片的光伏板如蓝色海洋泛起涟漪。不远处,一排近百米高的风电机组擎天而立,勾勒出一幅壮美的绿色画卷。四个月前,蒙西电力现货市场转入正式运行。作为全国首个实现新能源全电量入市的现货市场,蒙西地区以“发用双侧全电量参与”“日前预出清+实时市场”等
北极星风力发电网获悉,2025年6月26日9时38分,国信大丰85万千瓦海上风电项目首批机组成功并网,成为江苏海上风电平价时代首个并网项目。国信大丰85万千瓦海上风电项目是江苏首批海上风电平价项目,也是省内已投运和在建海上风场中总装机容量最大、单体装机容量最大且首次批量化应用8.5兆瓦机型的项目
北极星风力发电网获悉6月26日,宣化深井150MW风储项目风力发电机组设备及附属设备采购中标候选人公示,远景能源预中标,投标报价21300万元。同日,远景能源预中标怀安龙洞150MW风储项目风力发电机组设备及附属设备采购。相关阅读:远景能源预中标!河北怀安县150MW风储项目项目概况:建设地点:河北省
北极星风力发电网获悉,6月26日,怀安龙洞150MW风储项目风力发电机组设备及附属设备采购中标候选人公示,远景能源预中标,投标报价2.145亿元。建设地点:河北省张家口怀安县左卫镇及太平庄乡项目概况:风力发电机组设备、附属设备以及伴随服务,总容量150MW。建设规模:150MW,单机容量6.5MW及以上交货
6月14日,由中国能建江苏院担任设计的江苏国信大丰85万千瓦海上风电项目倒送电一次成功。项目位于盐城新洋港东南方向、大丰港东北方向海域,离岸距离33公里,规划海域面积136平方千米,计划安装100台8.5兆瓦海上风电机组,是江苏省单体规模最大、单台风机最大的海上风电工程。项目全部建成投产后,年发
6月24日,中广核阳江三山岛五、六海上风电场集中送出工程项目EPC总承包中标候选人公示。公告显示,第一中标候选人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,投标报价:3,018,888,853.00元。第二中标候选人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,投标报价:3,030,574,681.00元。第三中标候
2024年10月12日,福建省福清市海上风电产业园,东方电气集团研制的全球最大26MW级海上风力发电机组震撼下线。这台机组不仅单机容量全球最大、叶轮直径最长,且供应链完全自主可控,关键部套技术世界领先。而在2025年6月20日上午,位于福建省福清市的国家级海上风电研究与试验检测基地传来捷报,经过1个
北极星储能网获悉,6月25日,卧龙新能在投资者互动平台上表示,公司舜丰电力的包头达茂旗新能源加储能构网型试点示范项目己通过有关部门审批,计划于2025年完成建设并实现并网。该项目为保障性风电项目,总装机容量500MW,项目建成后由公司自主运营,并网运行后年发电量约16至18亿KWh。该项目包含50台
北极星风力发电网获悉,6月24日,中碳航投新能源集团有限公司吉林洮南中深层地热供暖配套160MW风电项目风力发电机组及其附属设备(含塔筒)采购中标候选人公示。相关公示显示,该项目第一中标候选人为电气风电,投标报价为2.88亿元,折合单价(按招标容量计算)为1800元/kW。根据招标公告,中碳航投新能
近日,巴西首个漂浮式海上风电试点项目——AuraSulWind项目正式启动,计划采用明阳智能18MW漂浮式风电机组。项目预计投资1亿美元(约合人民币7.18亿元),由日本JapanBlueEnergy(JBEnergy)牵头,联合南里奥格兰德州能源工会、港口管理局、南里奥格兰德联邦大学、明阳智能以及多家工程、环境监测和运
北极星风力发电网获悉,6月23日,大唐青海海西州550MW风电项目、大唐黑龙江双鸭山宝清200MW风电项目、大唐内蒙古赤峰浑善达克沙地100万千瓦风光储沙漠治理新能源基地示范项目(5万千瓦风电项目)及大唐贵州赫章县松林坡乡箐营50MW风电项目风力发电机组及附属设备中选候选人公示,总计850MW。根据公告,中
国家电投集团系统单位全面推进班组建设各项工作,扎实落实班组“强基创优”方案,广大班组长充分发挥“兵头将尾”作用,攻坚克难、主动作为,在提升班组管理科学化、民主化、制度化、规范化方面取得了卓有成效的成绩,涌现出一批表现突出的典型。近日,国家电投集团表彰2023-2024年度示范班组、优秀班
近日,“第五届(2025)无故障风电场建设年会暨2024年无故障风电场管理成果发布会”在安徽池州圆满举行。金风慧能电气团队负责人杨长梓发表《风力发电机组智慧运维服务探索及应用》主题演讲。杨长梓指出,随着风电机组走向沙戈荒、远海等复杂环境,运维侧面临更加严峻的挑战和更高要求,金风慧能智慧运
2025年3月18日-19日,由北极星电力网、北极星风力发电网与中国电力设备管理协会新能源运维专委会联合主办的第四届风电运维技改研讨会在北京盛大召开。在研讨会上,北京信普达系统工程有限公司总经理刘国贤表示,风电企业传统培训模式面临培训教师短缺、培训设施有限、培训效率低,设备结构原理、故障机
2025年3月18、19日,第四届风电运维技改研讨会在北京圆满举行,扩博智能高级产品总监柯亮受邀发表了题为「DeepSeek铸就智慧之眼:大模型驱动的叶片智能运维新范式」的主题分享。以下为分享实录:扩博智能2016年成立于上海的人工智能技术公司,在全球各个区域均部署了分部,立志于利用人工智能、大模型
海电运维年后第一时间全面接入DeepSeekR1大模型。早在2024年6月份,公司成功上线了基于GLM、Qwen等大模型的AI行政知识图谱和风机知识图谱AI助手。通过结合AI大模型与检索增强技术,以私有部署方式构建了一个海电特色的智能知识体系,为企业的行政管理和员工效率提升注入了全新活力。AI赋能,打造智能知
当前,我国风电累计并网装机已突破5亿千瓦,服役风电机组数量超20万台,在市场竞争加剧,技术迅速迭代的背景下,风电存量资产精细化运营管理,提高风场运维质量,降低风机运维成本,增加发电效益已成为产业持续上升的内在需求。为加强产业上下游交流合作,助力风场高效运维技改,北极星电力网、北极星
当前,我国风电累计并网装机已突破5亿千瓦,服役风电机组数量超20万台,在市场竞争加剧,技术迅速迭代的背景下,风电存量资产精细化运营管理,提高风场运维质量,降低风机运维成本,增加发电效益已成为产业持续上升的内在需求。为加强产业上下游交流合作,助力风场高效运维技改,北极星电力网、北极星
近期,有几则新闻持续获得行业关注。2月9日,《国家发展改革委国家能源局关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号)(以下简称“通知”)出台。该文件是继2021年10月11日我国煤电上网电价改革后,面向新能源领域的又一电价市场化改革重磅文件,真正将市
北极星风力发电网获悉:近日,本齐岳山风电场低效风机升级扩容关键技术研究及工程示范项目己获批准。项目资金来源为企业科研经费,招标人为湖北能源集团齐岳山风电有限公司,招标代理机构为三峡国际招标有限责任公司,本项目已己具备招标条件,现招标方式为公开招标。由于机组处于不可动土的天然林及生
当前,我国风电累计并网装机已突破5亿千瓦,服役风电机组数量超20万台,在市场竞争加剧,技术迅速迭代的背景下,风电存量资产精细化运营管理,提高风场运维质量,降低风机运维成本,增加发电效益已成为产业持续上升的内在需求。为加强产业上下游交流合作,助力风场高效运维技改,北极星电力网、北极星
北极星风力发电网获悉:2025年1月6日,广东省汕头市发展和改革局发布《关于汕头市潮南区成田沙陇风电场改造升级项目核准的批复》。根据《批复》,汕头市潮南区成田沙陇风电场改造升级项目建设地点位于汕头市潮南区成田、陇田、雷岭、两英镇一带山脉,占地面积约31.5亩。项目规划拆除132台0.75MW老旧风
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!