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施工技术对风电基础工程的应用
风能是现阶段一种清洁能源,逐步成为新能源发展的一大趋势,我国风电开发具有广泛的前景,风电产业发展潜力巨大,以东北为例,整个区域东北地区风力发电的潜能超过了3000×104kW。但是,我国部分地区在进行风电基础工程开发的过程中,面临着冬季施工的环境,冬季寒冷干燥的施工环境势必增加相关施工活动的操作难度[1]。基于这种情况,文章以现有的技术为框架,以理论原则为基本框架,从不同难度出发,采取针对性的手段,构建起现代化的风电基础工程冬季施工技术应用体系,以期为后续施工活动的有序开展提供了方向性的引导。
冬季施工在风电基础工程中应遵循的原则
风电基础工程中冬季施工技术的有序开展,不仅需要技术人员对于风电基础工程中冬季施工技术的重难点进行明晰,还需要从原则框架的角度出发,对自身工作进行梳理,以期完善风电基础工程中冬季施工技术实施的途径与手段,构建起科学高效的风电基础工程施工的全新模式。
风电基础工程冬季施工应遵循科学性原则
风电基础工程中冬季施工技术体系的构建,要充分体现科学性的原则,只有从科学的角度对风电基础工程中冬季施工技术的主要流程、风电基础工程中冬季施工技术的基本要求以及风电基础工程中混凝土原材料质量控制的重难点进行细致而全面的考量,才能够最大限度的保证风电基础工程冬季施工操作模式满足切实满足使用要求,只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下,技术人员才能够以现有的技术资源为基础,构建风电基础工程冬季施工技术新体系。
风电基础工程冬季施工必须遵循的实用性原则
由于风电基础工程中冬季施工技术的内容多样,操作环节较多。为了适应这一现实状况,风电基础工程中冬季施工技术的相关操作之中,就要尽可能的增加风电基础工程中冬季施工技术方案的容错率,减少外部环境对风电基础工程中冬季施工技术活动的影响[2]。降低操作的难度,使得在较短时间内,进行批量操作,保证各个环节之中风电基础工程中冬季施工技术的顺利开展。
暖棚搭设与加温操作
冬季施工技术在风电基础工程中的应用,需要施工人员在科学性原则、实用性原则的框架体系下,进行暖棚的高效搭建,借助于暖棚的保温效果形成一个良好的温度环境,避免施工过程中低温环境对于相关施工活动的不利影响。从实际情况来看,在进行风电基础工程开发建设的过程中,需要根据冬季的气温情况,对暖棚的搭建时间与搭建位置进行判定,同时为了确保混凝土建筑价值的发挥发挥,可以在混凝土搅拌站设置彩钢板房内,进行必要的保温处理。除此之外还需要进行基台暖棚的搭设,以东北地区风电基础工程施工活动为例,在施工前可以在基坑附近搭设一定排数的脚手架,将其作为保温棚骨架,为了保持保温棚骨架的稳定性,还需要对脚手架的间距进行调整,并在架体外部进行剪力支撑,使得暖棚的结构强度能够满足实际的使用需求,避免大风天气对暖棚结构稳定性的不利影响[3]。在暖棚搭建的过程中,还需要施工人员对顶棚骨架进行处理,将保温棚用21织帆布作为保温棚的顶棚,增强保温棚的保温性能。为了增强暖棚的实用性,在坑基出口位置要进行通道地建设,为人员设备的进入提供必要空间。对于地下豹纹的部分,可在基础浇筑完成前完成暖棚地下部分的建设,地下部分施工完成之后,设置无烟焦炭取暖炉,进一步提升暖棚内部的温度,使暖棚内的温度处于合理范围区间,避免低温对于施工设备运行活动带来的不利影响。
风电基础钢筋施工需注意的问题
风电基础钢筋冬季施工的过程中,需要施工人员在实用性原则的框架体系下,全面分析钢筋施工中存在的问题,借助于多种技术手段,对钢筋施工活动进行调节。例如,在钢筋进入到风电基础工程施工现场后,需要按照要求进行堆放,并使用双层阻燃草帘进行覆盖,确保钢筋不与冰雪进行接触。从过往施工操作来看,钢筋冷拉操作的温度范畴应该在零下20℃以上,因此,冬季施工除了要对温度进行必要的控制之外,还需要按照要求将应力控制在合理的范围内。在钢筋施工的过程中,一旦发现防风棚内部温度过低,需要采用暖炉进行加温处理,保证钢筋施工活动能够有序开展[4]。
模板与混凝土施工方法
风电基础工程冬季施工所采用的下层砖模,上层钢模的建设模式,确实能够增强风电基础工程整体的保温性能,为了进一步减少低温因素的不利影响,还需要在模板施工阶段采取有效的手段。例如,风电基础工程中模板安装工作应该在保温棚内进行,保温棚内部使用取暖炉进行加热处理,通过这种方式为模板施工营造出良好的温度环境。当模板与保温层温度达到施工要求的5℃时才能够进行模板拆除,在拆除过程中,混凝土温度与环境温度之间的差值应大于20℃,然后进行后续的拆除工作。在混凝土搅拌的过程中,需要选择矿渣水泥,水泥标号应控制在42.5,水灰比应小于0.6。通过这种方式,确保混凝土施工活动能够满足实际的使用需求,满足风电基础工程开发活动的客观要求,为后续风电基础工程建设活动的开展奠定基础[5]。
冬天施工技术在风电基础工程中的应用是一个全方位的过程,文章在全面分析现阶段冬季风电基础工程施工活动所遵循的原则基础上,以科学性原则、实用性原则为基本框架,从多个维度出发,进行暖棚的有效搭建,形成必要的保温体系。同时,对钢筋施工活动以及模板工程施工方法进行必要的优化,以期为后续施工活动的有序开展创造条件。
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求小型风力发电机的构造原理和资料(越基础越好详细点)谢谢
小型风力发电机介绍
一,小型风力发电机的使用条件
小型风力发电机一般应在风力资源较丰富的地区使用。即年平均风速在3m/s以上,全年3-20m/s有效风速累计时数3000h以上;全年3-20m/s平均有效风能密度lOOW/m2以上。在选择使用风力发电机时,要做到心中有数,避免盲目性,这样才能充分地利用当地的风力资源,最大限度地发挥风力发电机的效率,取得较高的经济效益。
应该指出的是,在风力资源丰富地区,最好选择风机额定设计风速与当地最佳设计风速相吻合的风力发电机。如能做到这一点无论是从风力机的选择上,还是利用风力资源的经济意义上都有重要的意义。风洞试验证明,风轮的转换功率与风速的立方成正比,也就是说,风速对功率影响最大。例如,在当地最佳设计风速为6m/s的地区,安装一台额定设计风速为8m/s的风力发电机,结果其年额定输出功率只达到原设计输出功率的42%,也就是说,风力发电机额定输出功率较设计值降低了58%。若选用的风力发电机额定设计风速越高,那么其额定功率输出的效果就越加不理想。但也必须指出,风力发电机额定设计风速偏低,其风轮直径、电机相对要增大,整机造价相应也就加大.从制造和产品的经济意义上考虑都是不合算的。
二,小型风力发电执使用的一般要求
目前,小型风力发电机都采用蓄电池贮能,家用电器的用电都由蓄电池提供。所以,用电时总的原则是,蓄电池放电后能及时由风力发电机给以补充。也就是说,蓄电池充入的电量和用电器所需消耗的电量要大致相等(一般以日计算)。下面举一例说明这一问题:某地区使用了一台风力发电机,额定风速输出功率为IOOW,假设,该地区某日相当于额定风速的风力吹刮时数连续为4h,则该风机日输出并贮存到蓄电池里的能量为400Wh。考虑到铅蓄电池的转换效率为70%,则用户用电器实际可利用的能量280Wh。如果该用户使用的电器有:
(1)15W灯泡两只,使用4h,耗能为120Wh;
(Z)35W电视机一台,使用3h,耗能为105Wh;
(3)15W收录机一台,使用4h,耗能为60Wh。
以上总耗能为285Wh。
这样,用电器日总耗能比风力发电机所能提供的能量超出了5Wh,也就是出现了所谓的“入不付出”用电;这种入不付出的用电,将会使蓄电池处在亏电的状态下工作。如果经常长时间地这么用电,将会使蓄电池严重亏电而损坏,缩短其使用寿命。
上例,是假定风力发电机在额定风速状击下的用电情况,而实际上,由于风的多变性,间歇性,风既有大小的不同(风速)又有吹刮时间长短的不同(风频)。所以,在使用用电器时要做到风况好时可适当多用电,风况差时少用电。这就需要用户在使用时认真总结经验。
另外,有条件的地区和用户可备一台千瓦级的柴油发电机组,当风况差的时候给蓄电池补充充电,做到蓄电池不间断地供电。
三,小型风力发电机的合理配套
小型风力发电机发出的电能首先经过蓄电池贮存起来,然后再由蓄电池向用电器供电。所以,必须认真科学地考虑,风力发电机功率与蓄电池容量的合理匹配和静风期贮能等问
题。目前,小型风力发电机与蓄电池容量一般都是按照输入和输出相等,或输入大于输出的原则进行匹配的。即:100W风力发电机匹配120Ah蓄电池(60Ah2块);200W风力发电机匹配120-180Ah蓄电池(60或90Ah2块);300W风力发电机匹配240Ah蓄电(120Ah2块);750W风力发电机匹配240Ah蓄电池(120Ah2块);1000W风力发电机匹配360Ah蓄电池(120Ah3块)。
实践证明:如果匹配的蓄电池容量不符合风力发电机发出能量的要求,将会产生下列问题:
(1)蓄电池容量过大时,风力发电机发出的能量不能保证及时地给蓄电池充足电,致使蓄电池经常处于亏电状态。缩短蓄电池使用寿命。另外,蓄电池容量大,价格和使用费用随之增大,给经济上也造成不必要的浪费。
(2)蓄电池容量过小时,会使蓄电池经常处于过充电状态。如因充足电而停止风力发电机的工作会严重影响风机工作效率。蓄电池长期过充电将会使蓄电池早期损坏,缩短使用寿命。
另外,小型风力发电机的合理匹配,用电器的套配也是一项可忽视的内容。在选配用电器时也应按照蓄电池与风力发电机的匹配原则进行。即选配的用电器耗用的能量要与风力发电机输出的能量相匹配。但应指出的是,匹配指标所强调是“能量”,不要混淆为功率。在选用用电器时,还必须注意电压制的要求,目前,小型风力发电机配电箱上配有12V、24V和电视机专用插座,用户使用时,要针对用电器所要求的电压值选用相应的插座,电视机应专门插在电视机插座上。
如果使用的是交流用电设备,则必须备置能够满足其功率要求的“逆变器”将蓄电池的直流电转变成电压为220V,频率为50Hz的交流电才能使用。
第二节小型风力发电机安装场址的选择
小型风力发电机安装场址的选择非常重要。性能很高的风力发电机,假如没有风,它也不会工作,而性能稍差一些的风力发电机,如果安装场址选择得好,也会使它充分发挥作用。关于小型风力发电机的选址条件包含着非常复杂的因素,美国等一些国家,特为此出版了有关风力机场址选择的专著。原则上,在一年之中极强风及紊流少的地点应算最好,但有时很难选出这样的地点。
一、场址选择原则
1.场址应选择风能丰富区前面己介绍,风力发电机安装地点的年平均风速越大越好,其大体上
数字是:年平均风速3m/s以上,3-20m/s有效风速累计时效3000h以上,全年3一20m/s平均有效风能密度100W/m2以上。只要能满足第一个条件,小型风力发电机在经济上便可认为是合算的。
2.场址应具有较稳定的盛行风向。盛行风向是指出现频率最高的风向,气象上风向一般用16个方位表示(图4-1)。每个方位箭头的长度和数字是该风向的平均风速,并可形象地绘制出风玫瑰(图4-2)。
从风玫瑰图中看出,盛行风向为西南风(平均风速11.7m/s)、南西南风(平均风11.5m/s)和东北风(平均风速5.9m/s)。我国是季风较强的国家,不同季节盛行风向还要变化。选址对希望盛行风向较稳定,便于考虑地形的有利影响。
3.风机高度范围内“风切变”要小(风剪切要小)“风切变”是指短距离内风速、风向的较大变化。图4-3所示为平顶山脊顶的风切变,图中的影区说明因气流分离使风速下降,分离区上部为强切变区。风机如安在此影区,叶片将在不等速风中旋转,叶片受载不均匀,
图4-1风向的16个方位图
图4-2风玫瑰图
降低性能,缩短风机使用寿命。所以风机应避开此强切变区,安在迎风坡上,或提高塔架。
4.应考虑气象因素的影响
(1)紊流。所谓紊流是指气流速度的急剧变化,包括风向的变化。通
常这两种因素混在一起出现。紊流能影响风力发电机功率的输出,同时使整个装置振动,损坏风机。小型紊流多数是因地面障碍物的影响而产生的,因此在安装风力发电机时,必须躲开这种地区。
(2)极强风。海上风速可达30m/s以上,内陆有时也大于20m/s时称为极强风。风力发电机的安装场址当然要选择风速大
图4-3平顶山脊顶的风场变
的地方,但在易出现极强风的地区使用风机,要求机组具有足够的强度,一旦遇有极强风,风力发电机便成为被袭击的对象。
(3)结冰和粘雪。在山地和海陆交界处设置的风力发电机,容易结冰和粘雪。叶片一旦结了冰,其重量分布便会发生变化,同时翼形的改变,又会引起激烈的振动,甚至发生破坏。
(4)雷。因为风力发电机在没有障碍物的平坦地区安装得较高,所以经常发生雷击事故,为此风机最好增设防雷装置。
(5)盐雾损害。在距海岸线10-15km以内的地区安装风力发电机,必须采取防盐雾损害的措施。因为盐雾能腐蚀叶片等金属部分,并且会破坏装置内部的绝缘体。
(6)尘砂。在尘砂多的地区,风力发电机叶片寿命明显缩短。其防护的方法,通常是防止桨叶前缘的损伤,对前缘表面进行处理。可是尘砂有时也能侵入机械内部,使轴承和齿轮机构等机械零件受到破坏。在工厂区,空气中浮游着的有害气体,也会腐蚀风力机的金属部分,应加以注意。
二,平坦地形的场址选择
根据能同时表示风向和风速关系的风玫瑰图,如果在风向最多的上风侧没有障碍物,一般都可以认为这个地点为平地。所谓在平地上安装风力发电机的情况,应考虑以下两个条件:
(1)以设置地点为中心,在半径为1km的圆内,应没有障碍物。
(2)假使有障碍物时,风力机的高度应为障碍物最高处高度的三倍以上,这个关系如图4-4所示。此条件极为严格,但对小型风力发电机可以放宽些(例如也可以把半径定为400m)。
三,山脊或山顶地形的场址选择
山脊和山顶有自然的高塔作用,并且气流随着靠近山脊,由于风洞效应,气流近似为流线而得到加速,能量也随之增大。如图4-5a所示。可是,风向和山脊构成的方向对
直径22米深3米风力发电机基础钢筋用多少
50吨左右。
直径22米深3米风力发电机基础钢筋用50吨左右钢筋,1000立方左右混凝土。
风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
风力发电基础分类及特点 简写
尽管风力发电机多种多样,但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机,风轮的旋转轴与风向平行;②垂直轴风力发电机,风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。水平轴风力发电机水平轴风力发电机科分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快,阻力型旋转速度慢。对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。对于小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵,而对于大型的风力发电机,则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机,风轮在塔架后面的则成为下风向风机。水平轴风力发电机的式样很多,有的具有反转叶片的风轮,有的再一个塔架上安装多个风轮,以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本,还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡,集中气流,增加气流速度。垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需windturbine对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型,其中有利用平板和被子做成的风轮,这是一种纯阻力装置;S型风车,具有部分升力,但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩,但尖速比低,在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下,提供的功率输出低。达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代,加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究,现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置,弯曲叶片的剖面是翼型,它的启动力矩低,但尖速比可以很高,对于给定的风轮重量和成本,有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机,如Φ型,Δ型,Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片,双叶片,三叶片或者多叶片。双馈型发电机随着电力电子技术的发展,双馈型感应发电机(Double-FedInductionGenerator)在风能发电中的应用越来越广。这种技术不过分依赖于蓄电池的容量,而是从励磁系统入手,对励磁电流加以适当的控制,从而达到输出一个恒频电能的目的。双馈感应发电机在结构上类似于异步发电机,但在励磁上双馈发电机采用交流励磁。我们知道一个脉振磁势可以分解为两个方向相反的旋转磁势,而三相绕组的适当安排可以使其中一个磁势的效果消去,这样一来就得到一个在空间旋转的磁势,这就相当于同步发电机中带有直流励磁的转子。双馈发电机的优势就在于,交流励磁的频率是可调的,这就是说旋转励磁磁动势的频率可调。这样当原动机的转速不定时,适当调节励磁电流的频率,就可以满足输出恒频电能的目的。由于电力电子元器件的容量越来越大,所以双馈发电机组的励磁系统调节能力也越来越强,这使得双馈机的单机容量得以提高。虽然,部分理论还在完善当中,但是双馈反应发电机的广泛应用这一趋势将越来越明显。风力发电,不合国情国风力发电原理图内纷纷上马的风力发电厂大多是形象工程。工信部副部长苗圩近日语出惊人,他认为中国风沙伴存,风电设备受风沙磨损大,上马太多风电项目不合我国国情。苗圩说,国外有风地方没有沙,比如说是海洋风。苗圩说:中国是有风的地方就有沙,风沙对风力发电设备磨损非常厉害。现在风能发电风机应该是20年的寿命,但是如果有风沙的侵蚀寿命还到不了20年。再过5年,寿命肯定要出问题,特别是甘肃那个千万千瓦级的风力发电站典型的形象工程。就此话题,苗圩表示,能源布局的重点,应该是供给端和使用端要做到平衡。而现状是高级能源拉着低级能源运转。苗圩举例说,湖北本来水电是优势,三峡的电应该更多留在湖北用,这是最好的清洁能源。但是现在却把湖北的电运到东部区,湖北再从周边买煤运到湖北,引发一连串的效应,河南就不够用了,就再到山西、山东甚至到新疆去运煤。进行全国大旅行,全国铁路货运一半用来运送煤炭。这是多大的物流成本,多大的浪费。据报道,甘肃酒泉千万千瓦级风电基地于2008年8月全面启动,标志着中国正式步入了打造风电三峡工程阶段。据气象部门最新风能评估结果表明,酒泉风能资源总储量为1.5亿千瓦,可开发量4000万千瓦以上,可利用面积近1万平方公里。马格努斯效应风轮马格努斯效应风轮,由自旋的圆柱体组成,当它在气流中工作时,产生的移动力是由于马格努斯效应引起的,其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔,通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流,以增加速度,偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料,是水平气流变成垂直方向的气流。径流双轮效应风轮径流双轮效应或叫双轮效应是一种新型风能转化方式。首先它是一种双轮结构,相对于水平轴流式风机,它是径流式的,同已有的立轴式风机一样都是沿长轴布设桨叶的,直接利用风的推力旋转工作的,单轮立轴风轮因轴两侧桨叶同时接受风力而扭矩相反,相互抵消,输出力矩不大。设计为双轮结构并靠近安装,同步运转,就将原来的立轴力矩输出对桨叶流体力学形状的依赖进而改变为双轮间的利用转动产生涡流力的利用,两轮相互借力,相互推动;而对吹向两轮间的逆向风流可以互相遮挡,进而又依次轮流将其分拨于两轮的外侧,使两轮外侧获得有叠加的风流,因此使双轮的外缘线速度可以高于风速,双轮结构的这种互相助力,主动利用风力的特点产生了“双轮效应”。相比有些单轮式结构风机中采用外加的遮挡法、活动式变桨矩等被动式减少叶轮回转复位阻力的设计,体现了积极利用风力的特点。因此这一发明的不仅具有实用作用,促进风力利用的研究和发展,而且具有新的流体力学方面的意义。它开辟了风能发展的新空间,是一项带有基础性质的发明,这种双轮风机具有的设计简捷,易于制造加工,转数较低,重心下降,安全性好,运行成本低,维护容易,无噪音污染等明显特点,可以广泛普及推广,适应中国节能减排需求,大有市场前景。
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