垂直轴风机风力发电的设计方案研究.pdf

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1、2011年第1l期(总第167期)应用能源技术29垂直轴风机风力发电的设计方案研究张慧芳，马宏文。韩冬，马晋雄，沈志恒(1．海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451；2．中海油能源发展油田建设渤海工程分公司，天津300451)摘要：通过对2MW垂直轴风机风力发电的特点进行分析，确定了上部支撑机构是垂直轴风机的核心机构，并对上部支撑机构进行了整体方案设计，提出了一套适用于2Mw垂直轴风机的上部支撑机构，同时，对垂直轴风机的轴承选型、机械密封以及风机的稳定性也进行了设计研究。项目设计在国内达到了技术领先。也为国家垂直轴风机风力发电的发展提供了可靠的理论依据。关键词：垂直轴风机；风力发电

2、；设计方案；上部支撑机构中图分类号：TK89文献标志码：A文章编号：1009—3230(2011)l1—0029—04TheDesignSchemeStudyofVerticalAxisTurbineWindPowerGenerationZHANGHui—fang，MAHong—wen，HANDong，MAJin—xi0ng，SHENZhi—heng(1．OfshoreOilEngineeringCo．Ltd．，Tianjin300451，China；2．BohaiEngineeringDivisionOiIfieldConstructionEngineringCo．；EnergyTechn

3、ology&ServicesofCNOOC；Tia~in300451，China)Abstract：Byanalyzingcharacteristicsof2MWverticalaxisturbineofwindpowergeneration．andsupportstructureofverticalaxisturbineisconfirmedforkeyparts．oIeprojectdesignofsupportstructureismade，andanewsupportstructuresuitedfor2MWverticalaxisturbineisproposed．Meanwhil

4、e，Mechanicalseal，selectionofverticalaxisturbineandturbineoperation’Sstabilityisdesignedstudy．IisdesignisoneofleadingtechnologyofChina．Itcouldoferreliabletheoreticsuppo~fordevelopmentofverticalaxisturbineofwindpowergeneration．Keywords：Verticalaxisturbine；Windpowergeneration；Designschemestudy；Uppersu

5、pportingmechanism0引言轮围绕一个水平轴旋转，工作时风轮的旋转平面与风向垂直，风轮上的叶片径向安置，与转轴垂随着能源问题和环境问题的日益突出，作为直。水平轴风机具有扫风面积大，风能利用率高一种清洁的可再生能源，风力发电越来越受到人的优点。而垂直轴风机的风轮围绕一个铅直轴旋们的关注-】I2】。在国家对风力发电研究开发的大转，其结构简单，便于维修，气动噪音小。同时，垂力支持下，越来越多的企业将发展方向放在了风直轴风机在风能利用效率和制造成本方面较水平力发电上，尤其是海洋风力发电领域越来越受到轴风机具有巨大的优势和潜力，在成本上也比传重视I4J。风机是风力发电的主要设备。其结构统水

6、平轴风机有40％的下降空间。有利于弥补形式按照风轮旋转轴在空间的方向，可以分为水当前国家风能产业中存在的核心技术缺失、设计平轴风机和垂直轴风机两大类。水平轴风机的风能力落后的局面。2Mw垂直轴风机是目前国内研究的最大的垂直轴风机，其技术核心在于上部收稿日期：2011—09—11修订日期：2011—10—10支撑结构和下部轴承。2MW垂直轴风机上部支作者简介：张慧芳(1964一)，女，大学本科，高级工程师，主撑机构设计包括主轴承的载荷计算、选型、工艺要任工程师。就职于海洋石油工程股份有限公司。30应用能源技术2011年第11期(总第167期)求确定，轴承座和旋转部分和固定部分的载荷计均衡，以静

7、载荷和动载荷为指标，计算结果显示方算、结构设计、加工工艺设计，润滑量的计算、润滑法行之有效，较同类产品的国外设计降低成本约机构的结构和工艺设计、密封系统的计算、密封材40％；轴承座固定部分和旋转部分的设计创造性料的选型和参数设计。该技术在国内为首创，已则应用传统机械设计中轴和轴承盖的概念，空心达到国内技术的先进水平，具有巨大的产业化潜轴和筒形固定部分利用有效的轴肩受力，其外型力和广阔应用前景。符合铸造、锻造的