專利名稱：高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，尤其涉及一種適合在高海拔地區(qū)工作的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔能源，在國(guó)際上的節(jié)能減排中的地位日益重要，而作為風(fēng)能與電能的能量轉(zhuǎn)換裝置——風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在我國(guó)的制造業(yè)中起到越來(lái)越重要的作用。我國(guó)目前已開發(fā)的風(fēng)電工程項(xiàng)目，90%以上集中在非高海拔地區(qū)；而作為風(fēng)資源相對(duì)較好的西部高海拔地區(qū)如青海、西藏、云南等區(qū)域目前尚未實(shí)現(xiàn)裝機(jī)或只有少數(shù)裝機(jī)，已開發(fā)的風(fēng)電工程項(xiàng)目很少。該區(qū)域理論可開發(fā)容量和工程可開發(fā)容量巨大，具有規(guī)?；_發(fā)的資源條件和環(huán)境條件。但是，風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)引發(fā)的調(diào)峰問(wèn)題和電網(wǎng)適應(yīng)性不足的問(wèn)題，導(dǎo)致風(fēng)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)的矛盾日益凸顯，風(fēng)電場(chǎng)被限制出力的現(xiàn)象在風(fēng)電資源豐富的“三北”地區(qū)頻頻出現(xiàn)，給投資商帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。預(yù)測(cè)近2-3年內(nèi)，非高海拔區(qū)域風(fēng)電工程項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度將會(huì)放緩。目前，在國(guó)內(nèi)高海拔地區(qū)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)有華能大理風(fēng)電場(chǎng)使用浙江運(yùn)達(dá)64臺(tái)50/750(平原型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組)，目前已經(jīng)安裝完成并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電；中國(guó)水電十四局大理者磨山風(fēng)電場(chǎng)使用金風(fēng)科技39臺(tái)50/750、2臺(tái)52/750，目前已經(jīng)安裝完成并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，可利用率達(dá)到99% ;青海錫鐵山使用金風(fēng)科技2臺(tái)高海拔型87/1500樣機(jī)，目前已通過(guò)試運(yùn)行，運(yùn)行穩(wěn)定。上面提及的型號(hào)50/750是指風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪直徑為50m，額定功率為750kW(其他型號(hào)的含義均與此類似)。眾所周知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由塔架、機(jī)艙和葉輪三部分組成。塔架是支撐機(jī)艙和葉輪的構(gòu)架，一般由2-4段塔筒構(gòu)成，其高度一般在五十米以上，各個(gè)塔筒之間以法蘭結(jié)合；機(jī)艙被安置在塔頂，發(fā)電機(jī)、增速箱、液壓系統(tǒng)及冷熱交換系統(tǒng)均設(shè)置在機(jī)艙中并由塔架支撐，維護(hù)人員可以通過(guò)塔架進(jìn)入機(jī)艙；葉輪一般安裝在塔架的頂端。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，塔架的主要作用包括I、支撐作用由于風(fēng)剪切的作用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須運(yùn)行在高空才能捕獲到更多的風(fēng)能，因此需要塔架作為支撐將其安裝在高空；2、提供通道維護(hù)人員如果需要進(jìn)入機(jī)艙中工作，必須通過(guò)塔架內(nèi)的梯子攀爬到機(jī)艙中；3、密封空間風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的很多電氣系統(tǒng)都安置在塔架內(nèi)以便能夠“遮風(fēng)擋雨”，某些海上機(jī)組將機(jī)組與電網(wǎng)相連接的箱式變壓器也放置在塔架內(nèi)。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主流塔架都是鋼制錐筒，這種塔架的特點(diǎn)是空間封閉、人員工作安全性高且性價(jià)比較高。然而，高原地區(qū)具有大氣壓強(qiáng)低、空氣密度小等環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而言，電氣系統(tǒng)受到極大的挑戰(zhàn)。根據(jù)“GB/T 20626. 1-2006特殊環(huán)境條件高原電工電子產(chǎn)品第I部分通用技術(shù)要求”，高原的環(huán)境特點(diǎn)對(duì)電氣系統(tǒng)的絕緣介電強(qiáng)度、電氣間隙、電暈及局部放電、溫升、工頻耐受電壓和雷電沖擊耐受電壓均會(huì)產(chǎn)生重大的影響。根據(jù)“GB/T22580-2008特殊環(huán)境條件高原電氣設(shè)備技術(shù)要求低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備”，普通平原型電氣設(shè)備只能工作在海拔2000m以下，海拔超過(guò)2000m時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于目前的普通鋼制錐筒塔架而言，其密封性較差，只能對(duì)灰塵、雨水起到一定的阻擋作用，電氣設(shè)備放置在塔架內(nèi)與放置在自然環(huán)境中差異不大，特別是對(duì)高原地區(qū)的低氣壓、低空氣密度給機(jī)組帶來(lái)的負(fù)面影響沒(méi)有任何作用。為了使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)能夠在高海拔地區(qū)正常運(yùn)行，需要根據(jù)高海拔地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)對(duì)機(jī)組的電氣系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以滿足電氣系統(tǒng)在高海拔地區(qū)工作的可靠性，而這將帶來(lái)如下兩個(gè)問(wèn)題I、目前國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； 2、重新設(shè)計(jì)高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)將會(huì)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的成本增加。同時(shí)，維護(hù)人員在維護(hù)風(fēng)機(jī)的過(guò)程中需要攀爬塔架，工作量較大。在高原地區(qū)，維護(hù)人員進(jìn)行強(qiáng)度較大的體力勞動(dòng)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較大，容易出現(xiàn)“高原反應(yīng)”。雖然維護(hù)人員可隨身攜帶防止高原反應(yīng)的應(yīng)急藥品或者攜帶便攜式小氧氣瓶以防止出現(xiàn)高原反應(yīng)，但是這樣做會(huì)干擾維護(hù)工作。因此，為了解決上述問(wèn)題，需要從另一個(gè)角度出發(fā)，來(lái)降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)以及維護(hù)人員的健康風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)在高海拔地區(qū)直接采用平原型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架能夠使高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)在高海拔地區(qū)可靠地工作，并降低維護(hù)人員在高海拔地區(qū)維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)的工作風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架具有增壓裝置和多層密封門，所述增壓裝置設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的底端并與所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部連通，所述多層密封門設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的下部并至少包括兩個(gè)密封門，人能夠通過(guò)所述多層密封門進(jìn)入所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部。所述多層密封門可包括第一密封門，設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的外部；過(guò)渡空間，所述過(guò)渡空間的一部分設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的外部，所述過(guò)渡空間的另一部分設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部；第二密封門，設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部，所述第一密封門和所述第二密封門中的每個(gè)能夠被選擇性地打開和關(guān)閉。所述增壓裝置可以是氣壓泵，所述氣壓泵可使所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部的大氣壓強(qiáng)保持在82kPa以上。所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架可包括通過(guò)法蘭進(jìn)行結(jié)合的多段塔筒，所述多段塔筒之間的法蘭結(jié)合部可以以密封材料密封，以保證所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的整體密封。所述密封材料可以是密封膠。[0025]本實(shí)用新型的有益效果在于I、通過(guò)高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架保證大氣壓強(qiáng)，從而使高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)能夠在高海拔地區(qū)可靠地工作。2、通過(guò)高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架保證空氣密度(氧氣含量)，降低了維護(hù)人員在高海拔地區(qū)維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)的工作風(fēng)險(xiǎn)。3、本實(shí)用新型從優(yōu)化塔架的角度出發(fā)，對(duì)塔架的密封加以改進(jìn)，從而解決了高海拔型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所面臨的核心問(wèn)題，而且成本較低。
通過(guò)
以下結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的這些和/或其他方面將會(huì)變得清楚和更加容易理解，在附圖中圖I是根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中示出的A部分的放大視圖。圖3是從另一角度觀看的根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的示意圖。附圖中的標(biāo)號(hào)的具體說(shuō)明如下1為高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，2為增壓裝置，3為多層密封門，31為第一密封門，32為過(guò)渡空間，33為第二密封門，4為法蘭結(jié)合部。
具體實(shí)施方式
以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。然而，本實(shí)用新型可以以多種不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋為限于在此闡述的示例性實(shí)施例。在附圖中，為了清楚起見，可能會(huì)夸大部件的尺寸，并且相同的標(biāo)號(hào)始終指示相同的部件。其中，本實(shí)用新型所述的高海拔地區(qū)是指海拔在2000m以上的地區(qū)。如表I中所示，海拔高度對(duì)大氣壓強(qiáng)/空氣密度有較大影響。隨著海拔高度的增加，大氣壓強(qiáng)隨之降低，空氣密度隨之減小，空氣中的氧氣含量也同比例減少，海拔達(dá)到3000m以上時(shí)，空氣中的氧氣含量只有平原地區(qū)的70%。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在這樣的環(huán)境條件下運(yùn)行，電氣系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)極大，而維護(hù)人員在這樣的環(huán)境條件下工作負(fù)荷也非常大，特別是在攀爬塔架的高強(qiáng)度勞動(dòng)下，很容易發(fā)生高原反應(yīng)。表I海拔高度對(duì)大氣壓強(qiáng)/空氣密度的影響(氣溫15°C )
海拔高度 On)~O ~1000 ~2000 2500 ~3000 ~3500 ~4000
大氣壓強(qiáng)(kPa)101. 3 900 θΓδ 70Τ θΤΓ δ Τβ 54
空氣密度(kg/m3)1.225 1.088 0.961 0.905 0.848 O. 797 0.746為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架。下面，將參照附圖對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架進(jìn)行詳細(xì)描述。圖I示出了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了圖I中的A部分的放大視圖。[0040]如圖I和圖2中所示，根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I具有增壓裝置2和多層密封門3，增壓裝置2設(shè)置在高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的底端并與高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的內(nèi)部連通，多層密封門3設(shè)置在高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的下部并至少包括兩個(gè)密封門，維護(hù)人員能夠通過(guò)多層密封門3進(jìn)入高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的內(nèi)部。圖3是從另一角度觀看的根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的示意圖，其中，在圖3中示出了多層密封門3的具體結(jié)構(gòu)。如圖3中所示，多層密封門3可包括第一密封門31，可設(shè)置在高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的外部；過(guò)渡空間32，所述過(guò)渡空間32的一部分可設(shè)置在高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的外部，所述過(guò)渡空間32的另一部分可設(shè)置在高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的內(nèi)部；第二密封門33，可設(shè)置在高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的內(nèi)部。盡管在本示例性實(shí)施例中示出了第一密封門31和第二密封門33具有近似橢圓形的形狀，但是本實(shí)用新型并不限于此。過(guò)渡空間32位于第一密封門31和第二密封門33之間，第一密封門31和第二密封門33中的每個(gè)門都能夠被選擇性地打開和關(guān)閉。具體地講，第一密封門31和第二密封門33可同時(shí)關(guān)閉以封閉過(guò)渡空間32，從而封閉高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的內(nèi)部，或者第一密封門31可在第二密封門33關(guān)閉的情況下打開，以允許維護(hù)人員進(jìn)入過(guò)渡空間32，或者第二密封門33可在第一密封門31關(guān)閉的情況下打開，以允許維護(hù)人員經(jīng)由過(guò)渡空間32進(jìn)入高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的內(nèi)部。應(yīng)該理解的是，盡管本實(shí)施例通過(guò)示例的方式描述了多層密封門3為包括第一密封門31、過(guò)渡空間32和第二密封門33的雙層密封門的情況，但本實(shí)用新型并不限于此。增壓裝置2可以是氣壓泵，所述氣壓泵使高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I內(nèi)部的大氣壓強(qiáng)保持在82kPa (相當(dāng)于海拔拔1800m時(shí)的大氣壓強(qiáng)，與航空飛機(jī)在飛行中保持的大氣壓強(qiáng)相同)以上。在此大氣壓強(qiáng)下，高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)能夠正常工作，維護(hù)人員在維護(hù)機(jī)組或者攀爬塔架時(shí)不會(huì)有不適感。如上所述，高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I可包括多段塔筒，所述多段塔筒之間通過(guò)法蘭進(jìn)行結(jié)合，為了保證高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架I的整體密封，所述多段塔筒之間的法蘭結(jié)合部4(如圖I中所示)可以以密封材料密封，所述密封材料可以是密封膠，但本實(shí)用新型并不限于此。在使用中，當(dāng)維護(hù)人員進(jìn)入塔架I內(nèi)時(shí)，可以先打開第一密封門31，在維護(hù)人員進(jìn)入過(guò)渡空間32之后關(guān)閉第一密封門31，然后打開第二密封門33進(jìn)入塔架I內(nèi)，再關(guān)閉第二密封門33，這樣可以有效地保證塔架I內(nèi)的大氣壓強(qiáng)，降低氣壓泵2的負(fù)荷。當(dāng)維護(hù)人員完成維護(hù)工作從塔架I內(nèi)出來(lái)時(shí)，先打開第二密封門33，在維護(hù)人員進(jìn)入過(guò)渡空間32之后關(guān)閉第二密封門33，然后打開第一密封門31從塔架I內(nèi)出來(lái)，最后關(guān)閉第一密封門31。通過(guò)以上描述清楚的是，本實(shí)用新型從優(yōu)化塔架的角度出發(fā)，對(duì)塔架的密封加以改進(jìn)，即，根據(jù)本實(shí)用新型的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架內(nèi)部采用增壓裝置增壓，作為塔架入口的塔架門采用多層密封門結(jié)構(gòu)以保證塔架的整體密封，而無(wú)需對(duì)高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，由此大大降低了成本，同時(shí)保證高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)能夠可靠地工作，并降低了維護(hù)人員在高海拔地區(qū)維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)的工作風(fēng)險(xiǎn)。盡管已經(jīng)結(jié)合附圖示出并描述了一些示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本實(shí)用新型的原 理和精神的情況下，可以對(duì)這些示例性實(shí)施例進(jìn)行修改和變型。
權(quán)利要求1.一種高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，其特征在于，所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架具有增壓裝置和多層密封門，所述增壓裝置設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的底端并與所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部連通，所述多層密封門設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的下部并至少包括兩個(gè)密封門，人能夠通過(guò)所述多層密封門進(jìn)入所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，其特征在于 所述多層密封門包括第一密封門，設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的外部；過(guò)渡空間，所述過(guò)渡空間的一部分設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的外部，所述過(guò)渡空間的另一部分設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部；第二密封門，設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部， 所述第一密封門和所述第二密封門中的每個(gè)能夠被選擇性地打開和關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2中任一項(xiàng)所述的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，其特征在于，所述增壓 裝置是氣壓泵，所述氣壓泵使所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部的大氣壓強(qiáng)保持在82kPa以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至2中任一項(xiàng)所述的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，其特征在于，所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架包括通過(guò)法蘭進(jìn)行結(jié)合的多段塔筒，所述多段塔筒之間的法蘭結(jié)合部以密封材料密封，以保證所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的整體密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，其特征在于，所述密封材料是密封膠。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架，所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架具有增壓裝置和多層密封門，所述增壓裝置設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的底端并與所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部連通，所述多層密封門設(shè)置在所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的下部并至少包括兩個(gè)密封門，人能夠通過(guò)所述多層密封門進(jìn)入所述高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的內(nèi)部。根據(jù)本實(shí)用新型的高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架內(nèi)部采用增壓裝置增壓，作為塔架入口的塔架門采用多層密封門結(jié)構(gòu)以保證塔架的整體密封，而無(wú)需對(duì)高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從而大大降低了成本，同時(shí)保證高原風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電氣系統(tǒng)能夠可靠地工作。
文檔編號(hào)F03D11/00GK202789352SQ20122048859
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者孟慶順 申請(qǐng)人:北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司