一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法技术

本发明专利技术涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法，包括：获取塔筒总高度；根据塔筒总高度获取预设数量的扰流块组件和预设长度的绳索；将各扰流块组件和绳索组建成若干条扰流条；将各扰流条以悬垂于地面的方式，均匀布设在塔筒预设范围内。扰流条增加了经过塔筒来流风的湍流度，将流场中大的涡结构离散成小的涡结构，使得塔筒周围难以形成稳定的卡门涡街，从而抑制了涡激振动。通过悬垂于地面的方式安装扰流条，不仅能有效抑制塔筒的涡激振动，而且扰流条的安装、拆卸都较为简单，成本较低，容易被推广。容易被推广。容易被推广。

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法。

技术介绍

[0002]当风电机组处于吊装阶段时，缺少旋转的叶片对来流风进行扰动，在来流风作用下，塔筒截面背风面存在逆压梯度。随着雷诺数的增加，塔筒表面的流动发生边界层分离，并在塔筒背风面产生交替脱落的旋涡，称为卡门涡街。卡门涡街使塔筒受到周期性变化的脉动压力，强迫塔筒发生的周期性振动，塔筒振动又会反过来改变其尾流结构，这种流体、结构之间的相互耦合作用称为“涡激振动”。
[0003]当风速增大到一定程度时，漩涡脱落频率将不再随风速发生变化，而是等于塔筒的一阶固有频率，这种现象即为涡激振动的“锁定”特性，相应的风速称为临界风速。当涡激振动发生“锁定”时，塔筒将发生共振，产生大幅值的振动。涡激振动放大了机组的振动，影响现场施工操作，甚至威胁机组安全。长时间的涡激振动能消耗塔筒的使用寿命。因此抑制塔筒涡激振动对保护机组及延长塔筒寿命都具有重要的意义。
[0004]现有技术中，抑制塔筒涡激振动的方法通常是在塔筒内部安装阻尼器，阻尼器可以提供运动的阻力，消耗运动能量，降低振动幅度，但是安装阻尼器的成本较高，且抑制塔筒涡激振动的效果较差。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法，抑制了塔筒涡激振动。
[0006]本专利技术采用的技术方案是一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法。
[0007]在第一种可实现方式中，一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法，包括：获取塔筒总高度；根据塔筒总高度获取预设数量的扰流块组件和预设长度的绳索；将各扰流块组件和绳索组建成若干条扰流条；将各扰流条以悬垂于地面的方式，均匀布设在塔筒预设范围内。
[0008]结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，将绳索和各扰流块组件组建成若干条扰流条，包括：通过绳索将各扰流块组件串联成若干个扰流条，扰流条的数量大于或等于4；各扰流块组件之间打有绳结，各扰流块组件之间间隔第一预设长度。
[0009]结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，将各扰流条以悬垂于地面的方式，均匀布设在塔筒预设范围内，包括：在最后一节塔筒顶部的法兰上安装若干个塔顶支架；将各扰流条顶端分别固定在各塔顶支架上；将各扰流条尾端通过地钉分别固定在地面上。
[0010]结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，扰流块组件的外形为正三棱柱，扰流块组件的中心沿高度方向设置有通道，通道用于穿过绳索。
[0011]结合第四种可实现方式，在第五种可实现方式中，扰流块组件的中心沿高度方向设置有中心圆柱，中心圆柱分别与正三棱形的三个四边形侧面通过方形板连接。
[0012]结合第四种可实现方式，在第六种可实现方式中，扰流块组件采用重量轻、强度高的塑料或发泡聚合物。
[0013]结合第四种可实现方式，在第七种可实现方式中，正三棱柱的横截面边长为20cm～50cm，正三棱柱的高度为50cm～100cm。
[0014]结合第四种可实现方式，在第八种可实现方式中，绳索直径小于扰流块组件中心的通道直径，绳索选用麻绳或者尼龙绳。
[0015]结合第三种可实现方式，在第九种可实现方式中，塔顶支架包括头部、尾部和中部；塔顶支架的头部为片状环形，片状环形上开有三个圆孔，通过将螺栓旋入圆孔和塔筒顶部法兰来将塔顶支架固定在塔筒上；塔顶支架的尾部为圆环，扰流条顶部的绳索穿过圆环将扰流条与塔顶支架连接；塔顶支架的中部为长条状，长条状两端分别连接头部的片状环形和尾部的圆环。
[0016]结合第一种可实现方式，在第十种可实现方式中，地钉的一端有圆环，用于系住扰流条尾端绳索，地钉的另一端尖锐，用于钉入地底；地钉的材质为钢，地钉长度为20cm～30cm；地钉一端的圆环内直径大于绳索直径。
[0017]由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：
[0018]1.扰流条增加了经过塔筒来流风的湍流度，将流场中大的涡结构离散成小的涡结构，使得塔筒周围难以形成稳定的卡门涡街，从而抑制了涡激振动。
[0019]2.本方案通过悬垂于地面的方式安装扰流条，不仅能有效抑制塔筒的涡激振动，而且扰流条的安装、拆卸都较为简单，成本较低，容易被推广。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0021]图1为本专利技术提供的一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法的结构示意图；
[0022]图2
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a为本专利技术提供的一种扰流条布置方式的正视图；
[0023]图2
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b为本专利技术提供的一种扰流条布置方式的俯视图；
[0024]图2
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c为本专利技术提供的一种扰流条布置方式的等轴测图；
[0025]图3
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a为本专利技术提供的第一种扰流块组件的结构示意图；
[0026]图3
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b为本专利技术提供的第二种扰流块组件的结构示意图；
[0027]图3
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c为本专利技术提供的第三种扰流块组件的结构示意图；
[0028]图3
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d为本专利技术提供的第四种扰流块组件的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术提供的一种扰流条顶端的安装示意图；
[0030]图5为本专利技术提供的一种扰流条尾端的安装示意图；
[0031]图6
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a为本专利技术提供的未安装扰流条的塔筒后部涡量云图；
[0032]图6
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b为本专利技术提供的采用本方案的塔筒后部涡量云图；
[0033]图7
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a为本专利技术提供的未安装扰流条的涡激力随时间变化的曲线图；
[0034]图7
‑
b为本专利技术提供的采用本方案的涡激力随时间变化的曲线图；
[0035]图8为本专利技术提供的塔筒的频率密度曲线对比图。
[0036]附图标记：
[0037]1‑
塔筒，11
‑
塔筒顶部法兰，2
‑
扰流条，21
‑
绳索，22
‑
扰流块组件，3
‑
塔顶支架，4
‑
地钉。
具体实施方式
[0038]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0039]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0040]结合图1所示，本实施例提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制塔筒吊装阶段涡激振动的方法，其特征在于，包括：获取塔筒总高度；根据所述塔筒总高度获取预设数量的扰流块组件和预设长度的绳索；将各所述扰流块组件和所述绳索组建成若干条扰流条；将各所述扰流条以悬垂于地面的方式，均匀布设在塔筒预设范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述绳索和各所述扰流块组件组建成若干条扰流条，包括：通过所述绳索将各所述扰流块组件串联成若干个扰流条，所述扰流条的数量大于或等于4；各所述扰流块组件之间打有绳结，各所述扰流块组件之间间隔第一预设长度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将各所述扰流条以悬垂于地面的方式，均匀布设在塔筒预设范围内，包括：在最后一节塔筒顶部的法兰上安装若干个塔顶支架；将各所述扰流条顶端分别固定在各所述塔顶支架上；将各所述扰流条尾端通过地钉分别固定在地面上。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扰流块组件的外形为正三棱柱，所述扰流块组件的中心沿高度方向设置有通道，所述通道用于穿过绳索。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述扰流块组件的中心沿高度方向设置有中心圆柱，所述中心圆柱分...

【专利技术属性】
技术研发人员：江鹏，韩佳，赵传凯，沙曼地，杨微，文茂诗，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团海装风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：