| 话说，风电机组连50年一遇的极限风速都扛得住(一般30m/s以上)，甚至连台风都扛得住，怎么就扛不住普普通通十几米的风了? 这一切源自一个深奥的“流体动力学知识点”——卡门涡街~~ 简单来说，就是风吹过风电机组的塔架时，会产生……………“卡门涡街” 敲黑板! “卡门涡街”就是：非流线型物体，在稳定的流体中，都会在物体两侧周期性交替的产生脱离结构表面的旋涡。 双击666~~~说漩涡不就懂了嘛! 水流过石头后，形成1-2串漩涡 卡门涡街：艾玛现形了 旗杆后的卡门涡街让红旗来回招展 卡门涡街：这个锅我背 水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街，就这么神奇! 当这个漩涡脱落的频率与物体的固有频率相近时，就可能引发物体的共振，也就是涡激振动。别小看涡激振动，伦家分分钟导致不可描述的事情~~美国的塔科马海峡大桥，就在上个世纪以这样的方式结束了生命。令人匪夷所思的是，吹垮大桥的风不过8级 (17.2~20.7m/s) 而已。但它在风中诡异扭动的画面，却广为流传。 对于风电机组圆圆的塔架而言，就是这样 哎妈呀，摇摆起来了 换个角度看，就是这样： 一阶涡激振动(垂直风向左右摇摆，基本是顶部作妖) 或者这样 二阶振动(也是垂直风向左右摇摆，然鹅顶部几乎不动，中部摆动) 那问题来了，为神马以前都不注意这事哩? 这要从引发涡激振动的风速说起。以前的塔架比较矮，够刚，频率高，让它涡激振动的临界风速(危险风速)比较高，风电机组很难遇到这种风速，可忽略不计。 而现在经常被使用的全钢高塔，比较柔，频率低，让它涡激振动的临界风速(危险风速)并不高，风电机组一不小心就能遇到这种风速，没法忽略啊(捂脸)。 不同塔架高度的二阶涡激振动对应的风速范围 涡激振动风速下与正常运行风速下寿命对比示意图 伤害这么大，还有救吗? 可喜的是，还真有! 对于一阶涡激振动，使用最多的措施是：吊装期间，顶部塔筒加装扰流条，破坏卡门涡街漩涡的形成，从而防止涡激振动;另外，还有在吊装期间直接安装可拆卸阻尼器的方式，在机组吊装完成后长时间不并网;或运行期间突然长时间断网的情况下，机组均无法正常对风，将容易出现二阶涡激振动。 因此，在平时运行维护中，要特别注意不能随便断网停机。 那么，二阶涡激振动有啥应对的措施? 简单粗暴的方法就是：外接电源，让机组还能正常偏航对风。 如外接柴油发电机 或者直接用绳子拽起来 如斜拉索(国内目前还没见过) 还有加装硬件阻尼的方式 如摆锤加阻 还有一些方式，比如通过调整叶片姿态，增加机组气动阻尼，来抑制涡激振动。那问题又来了，涡激振动风险那么大，这些应对措施都有效吗?效果有多少?随便用一个可以吗?需不需要经验评估?测试验证?是不是该叫佩奇(哼哼)爬风机上瞅一瞅?? 来源：每日风电微信公众号(ID：chinawindnews)，作者：供稿(CGC)李煌、李鹏、符鹏程。 |
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