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这些年,由于风机整体结构体系的损伤等问题,引起了一系列的风电安全事故

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这些年,由于风机整体结构体系的损伤等问题,引起了一系列的风电安全事故

发布日期:2019-09-19 作者: 点击:

这些年,由于风机整体结构体系的损伤等问题,引起了一系列的风电安全事故,内蒙古风机其中如结构部分,比如说风机倒塔事故,它占风机损坏总数的18%,保障风机的结构安全,延长了其使用寿命是迫切需要研究的问题。其实在除了在风电领域,像其他的一些工程结构领域也常有结构倒塌事故发生。我们原来一直从事大型桥梁结构的安全监测,它同样也面临安全问题。内蒙古镀锌风管在桥梁领域,早期主要是传统的人工检测为主,但人工检测存在着效率低、难到达、难实时一些问题。后来从90年代开始,在国际上提出了结构健康监测一个技术,就是在桥上布设大量的传感器,通过实时监测数据来评估桥梁结构的安全,实现桥梁的信息化和智能化的管理维护。结构健康监测有两大核心技术,其中第一是高耐久性传感技术,就是研发一系列的一个传感器,满足真实环境下结构的长期监测需求。第二是监测大数据挖掘和健康诊断理论,就通过对监测数据的分析挖掘,来实现对结构状态监测和评估。

在桥梁领域和一些大型工程,我国目前有将近500余座重大工程,已经安装了实时监测系统,内蒙古风机这些监测系统对大型工程的养维护起到了非常好的作用。这两个例子,一个是在台风中的,一个是在地震中,这些数据实时显示了结构在灾害事件中的状态。结构健康监测系统,非常有助于重大工程的科学管养。

我们后来有机会和金风科技合作,就把我们原来用在桥上的监测技术,用到了风机结构安全监测方面。我具体介绍一个工程实例,来介绍一下在风机结构安全监测方面的一些工作。这是山西的一个风电场,当时和金风科技合作,对一个1.5兆瓦的实验样机安装了结构健康监测系统。这是监测系统的设计方案,主要包括振动和应变的监测。振动就是采用加速度传感器监测塔筒的振动。还有应变,采用的是光纤光栅传感技术,对叶片、动定轴和整个塔筒的一些关键点,都布设了光纤光栅应变传感器。

通过现场安装的传感器,我们得到了很多数据,其中包括振动、叶片变形、温度等。接下来是对数据的分析,主要包括塔筒振动监测数据的分析,内蒙古风机我们采用结构模态参数识别的方法,识别它在不同季节模态参数,这是夏季的塔筒频率识别结果,这是冬季的结果,主要包括前三阶振动模态,那不同季节可以画一些曲线来表示塔筒振动频率的变化规律。通过分析塔筒的这种频率特性,可以了解结构动力特性的改变。

风机叶片的监测数据分析,是对风机在常见的六个工作状态下——风机停机叶片不旋转、风机停机叶片旋转、风机正常发电运转、风机停机到开机、风机开机到停机、风机风大停机的实时监测数据。这些数据非常好,是我们提出的一个新的指标,内蒙古防火阀对叶片的挥舞和摆振方向它的应变数据进行了分析,其中的话挥舞方向是图里面蓝色的点,因为风机叶片总是在随着风速的变化不停的在变桨,所以这个指标是和风速是相关的,但是在摆正方向就是叶片前后翼缘,指标和时间有一定的关系,后来我们发现他在一个结冰期,比如说从冬天的11月份到第二年的4月份时间的前后,指标绝对值变小这样一个趋势。是否可以通过这个指标来判断叶片结冰情况?我们发现这个指标异常之后,特意去现场拍了照片,内蒙古风机发现叶片上确实处于这样一个结冰状态,翼缘上有结冰。我们还进一步进行了实验,在实验室对做了验证,我们提出的这个指标确实随着结冰厚度的增加指标绝对值变小,进一步证实了用来判断结冰可行性。

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