风机主要故障形式

作者：  点击率：2076 时间：2021-03-30 17:03:06   风机主要故障形式

①叶片常见故障
a.结冰：结冰对风力机叶片造成的影响是巨大的。不但改变叶片的气动外形，降低效率，而且会造成转动不平衡甚至无法启动。空气中的水汽会在气温低于0℃时结冰。冰的形式、数量受气象条件、设备的尺寸和状态（运动或者静止）共同影响。

为了防止结冰带来的影响，首先要对结冰做出正确的检测，一般来说，现在有三种方法：一是通过安装在现场的电子摄像机，观察是否结冰，这种方法比较昂贵，而且在夜晚视野不好的情况下可能失去效果；二是各类传感器，例如设置两个平行的风速仪，一个设置加热装置，另外一个不设置，通过观察两个风速仪的风速，当差值比较大时，可以断定有结冰现象，但是这种方法在气温远低于0℃时可能失去意义；之后就是通过噪声传感器，当叶片前缘结冰以后，气动噪声会大大升高，从而可以判断出是否结冰。

为了除去叶片结冰，常用的两种方法：一是通过在叶片上开若干小孔，通入热空气，将冰去掉，这种方式对叶片的启动结构影响不大，但是要在叶片内加入通气管道；另外一种是在容易结冰的前缘加加热金属薄片，这种方法可以利用风力机发出来的电，比较方便，但是对叶片的气动结构影响比较大，今后的方向可能是在需要除冰的叶片，在生产时将加热金属薄片植入叶片的表层，去掉这种影响。

b.叶片断裂：叶片断裂可以导致整个机组的致命性停运，断裂主要是由于振动引起的。叶片在气动力、重力和离心力的作用下，振动形式有以下三种：挥舞、摆振和扭转。挥舞是指叶片在垂直于旋转平面方向上的弯曲振动；摆振是叶片在旋转平面内的弯曲振动；扭转是指叶片绕其变距轴的扭转振动。其中，挥舞和摆振是振动的主要形式。

造成叶片断裂的主要原因是摆振。在正常情况下，叶片在摆振方向受到激扰后的振幅比较小并且能够衰减，没能造成太大的危害。但在失速的情况下，叶片的气动阻尼超过结构阻尼，导致振动不能衰减而造成叶片断裂。一般风力机叶片的气动特性如下：失速后，阻力系数增加，升力系数减少，当气动阻尼数值上大于结构阻尼，摆振就会发散，从而导致叶片断裂。要避免发生这种情况可以通过采用阻尼比较大的材料，或者是采用变浆叶片来避免失速的发生。

这三种机械振动和气动力交织作用，形成气动弹性问题。如果这种相互作用是减弱的，则振动稳定，否则会出现颤振和发散，这种不稳定运动的破坏力强，是风力发电机设计中须要考虑并要避免的。

c.疲劳失效：叶片在旋转过程中，受到变化的离心力的作用，还有就是可能由于安装等造成的不平衡，受到交变的载荷作用，这种交变载荷的频率和风机转速相等。选择叶片材料，提高叶片的疲劳应力，可以很好地解决叶片的疲劳失效问题。

②塔架常见故障
疲劳失效：塔架承受的载荷比较复杂，其中风载荷和偏心叶轮转动对它的激振力非常重要，也是塔架疲劳失效的主要原因。
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