風電機組塔筒吊裝時怎樣抑制渦激振動？

 

　　從流體的角度來分析，任何非流線型物體，在恒定流速下，都會在物體兩側交替地產生脫離結構物表面的旋渦。這種交替發放的旋渦又會在柱體上生成順流向及橫流向周期性變化的脈動壓力。如果此時柱體是彈性支撐的，或者柔性管體允許發生彈性變形，那么脈動流體力將引發柱體(管體)的周期性振動，這種規律性的柱振動反過來又會改變其尾流的旋渦發放形態。這種流體與結構物相互作用的問題被稱作“渦激振動”。

 

　　假若塔筒的自振頻率與漩渦的發放頻率相接近，就會使塔筒發生共振破壞，因此這種渦激振動是極其有害的，需采取措施阻止它的發生。在我們風電行業內一般有五種方法來抑制渦激振動。

 

　　一、塔筒上安裝擾流條可抑制渦激振動

 

　　其原理也比較簡單，該方案主要是通過加施在塔筒上的擾流條打亂來風的軌跡，使其不能形成頻率穩定的漩渦。擾流條大多由塑料泡沫制作的三角柱串聯而成，三根擾流條等距纏繞在塔筒上段，底部由細繩牽引至地固定。

 

　　二、阻尼器法抑制渦激振動

 

　　從渦激振動的特點看，集中質量式擺錘方案既方便又有效：作為調諧質量塊，擺錘利用反方向慣性力可顯著抑制塔筒振動的響應幅值。需要說明的是，擺錘的質量和擺長取決于塔筒本身的質量和剛度，那么不恰當的設計不僅不能達到減振效果，而且可能會惡化振動情況。

 

　　三、纜風繩抑制渦激振動

 

　　簡單說，該方案通過纜風繩施加外力，破壞塔筒兩側的氣動受力情況，并限制塔筒初始晃動的位移幅度，從而無法產生剛體自由狀態下的渦激從而抑制擺振，導致塔筒無法讓渦激過程中晃動產生的振動能量產生累計。

 

　　四、安裝機艙、發電機、葉輪抑制渦激振動

 

　　這里分兩種情況，第一機艙、發電機安裝后，不管風從哪個角度吹來，都會不同程度地受到機艙、發電機的影響，形成引起塔筒共振的穩定漩渦會打一些折扣。第二葉輪安裝后，不管風從哪個角度吹來，都會受到風輪葉面的影響，進而迅速發生的流場變化就難以形成引起塔筒共振的穩定漩渦。

 

　　五、吊裝時，塔筒門關閉，可使渦激振動不至于增大

 

　　當塔筒底部門關閉時，由于空氣本身的流通性和不可壓縮性，會在塔筒內部起到阻尼器的效果，從而會減小塔筒的振動幅度。但當塔筒底部門打開時，塔筒內部由空氣構成的阻尼器就失去了效果，因而無法減小塔筒的振動幅度，而且內部流通的氣流會和外部的渦流產生疊加效應，從而放大了塔筒的振動幅度。