分析風力發電機組葉片塔筒清洗裝置的設計要點

李 俊

(中國能源建設集團湖南火電建設有限公司 湖南 長沙 410000)

引言

風能由于其環保性、可再生的特點，成為當今國內外的重點研究對象，而風輪發電機可以將風能轉化為電能，是風電領域研究的熱門科研課題。風力發電主要是將風能轉化為電能，眾所周知，風能是一種無污染的可再生能源，這是人們一直在追求的清潔能源。其中風力發電中，葉片結構具有重要意義。風電機組的發電功率與葉片長度成正比，因此，風電葉片的大型化成為一種趨勢。現代風電機組的葉片都是由復合材料，如玻璃纖維增強復合材料(俗稱玻璃鋼)，制成的大型中空結構體。在日常運行中，保證其清潔性具有重要意義。

一、風力發電葉片的基本要求

葉片是風力發電機中一項關鍵部件，其在實際應用過程中具有可靠的質量、優越的性能，從而可以保障機組在實際運行過程中的穩定性。葉片長期在惡劣的環境中應用，這也對其性能提出更高的要求，對葉片的要求主要體現在以下4個方面：

(1)密度輕，抗疲勞性強，較強的力學性能，能夠在暴風等級惡劣的條件下作業。

(2)葉片表面需要保光滑性，這能夠達到減小葉片表面阻力的作用，確保其在應用過程中的穩定性，有效降低事故的發生概率。

(3)實際應用期間，不得出現強烈的光反射、電磁波干擾、較大噪音。

(4)具有加強的耐紫外線照射、耐附屬，以及較強的雷擊性。

在風力發電機中的葉片只有具有以上性能才能被應用，但是需要注意的是，即使具備以上性能，風力發電發電葉片在實際應用期間，也會由于受各種因素影響而出現故障。因此，要做好相應實時監控預警，通過對實時監控故障預警系統的應用，對風力發電機葉片的運行情況進行監控，一旦其在運行過程中出現問題，要及時采取相應的措施對問題進行處理，避免故障進一步擴大，造成更為嚴重的影響。

二、風電葉片類型

根據葉根連接方式不同，風電葉片大致可以分為打孔型葉片和預埋型葉片兩種。

打孔型葉片與主機采用T形螺栓連接。這種連接方式需要在葉片成形后對其進行鉆孔，即在葉根處鉆軸向孔和徑向孔，以便進行T形螺栓的安裝。

預埋型葉片與主機采用預埋螺栓連接。這種連接方式需要在葉片鋪層時，將預埋螺栓套、楔形條等鋪設到葉根處，與葉片一體灌注成形。

打孔型葉片與預埋型葉片的對比如表1所示。

表1 打孔型葉片與預埋型葉片對比

三、風力發電機組葉片塔筒清洗裝置設計

(一)葉片清洗裝置

風電葉片是風電機組的重要部件，加強其清洗具有重要意義。本文概述了一種風力發電機組葉片清洗設備，工作人員可以通過移動電動滑板車將設備移動到待擦拭葉片的位置，將電動伸縮桿伸向葉片底部附近位置，通過攝像頭觀察，通過控制器調整擦拭頭，將擦拭頭從葉片底部夾在葉片上，并由液體噴頭噴洗潔劑，電動伸縮桿通過第一清潔板和第二清潔板的相對滑動上下伸縮，以適應所述葉片的不同寬度。同時，根據壓縮彈簧的彈性特性，使兩固定板之間的距離隨葉片厚度的變化而變化，適應不同段的不同厚度，而且，清潔棉的柔軟度能與葉片表面緊密貼合，提高擦拭的清潔度；擦拭過程中，無需工人爬塔，提高了工人的安全性，同時無需人工擦拭，提高了工作效率。

(二)塔筒清洗裝置

葉片塔筒清洗裝置的設計的主要組成部分如圖1所示，在滾架上安裝清洗裝置，通過連桿和彈簧將滾架連接，二者之間的收縮量，能夠在一定程度上將曲面部分進行清潔。

1.滾刷；2.滾架；3.連接桿；4.彎臂連桿；5.機架連接板；6.鉸接板；7.伸縮液壓桿；8.仿形彈簧

圖1 清洗裝置結構

塔筒重量占風電機組總重的一半以上，其成本占總成本的15%～2O%(高度越大，比例越高)，作為風電機組的重要組成部分。其設計須考慮整機的經濟性能。

一種風力發電機塔筒清洗裝置，包括塔筒，所述塔筒的外側活動安裝有清洗套環，清洗套環的頂部均勻設置有多個清洗罐，清洗罐的一側連通有清洗噴頭，清洗噴頭與塔筒相適配，所述清洗套環的底部轉動安裝有清掃環，清掃環的外側焊接有環形齒條，清掃環的內側設置有多個毛刷，毛刷與塔筒的外側接觸，清洗套環的外側焊接有驅動電機，驅動電機的輸出軸上焊接有齒輪，齒輪與環形齒條嚙合，所述清洗套環上設置有多個推桿電機，推桿電機的輸出軸上焊接有固定塊。本實用新型結構簡單，操作方便，可快速的對塔筒的表面進行清洗，節約了人力，提高了工作效率，且避免工作人員高空作業，減少了工作風險與傳統清洗方式等相比，本實用新型結構簡單，操作方便，可快速的對塔筒的表面進行清洗，節約了人力，提高了工作效率，且避免工作人員高空作業，減少了工作風險。

四、結束語

近些年，風力發電、水力發電、清潔能源等詞匯已經成為了我國的熱點話題。目前，在國內外現有的風力發電機葉片清洗技術中，普遍存在存在勞動強度高，施工周期長，安全性能不足，環境污染，施工成本高等很多問題。因此，研究一種快速、高效、可靠、環保、健康的自動清洗方式來代替人工清洗具有重要的現實意義。