一种减振机构及风机塔筒的制作方法

本实用新型属于大型风力发电机组技术领域，具体涉及一种减振机构及风机塔筒。

背景技术：

随着风资源的持续开发，内陆大部分具有较好风速资源的地区大都已经完成第一批60-100m级风力发电机组的安装。风资源开发难度的增大也催生风机机组厂家逐步开始布置100米高度以上的机组型式。100米以上的钢制柔性塔筒风机机组由于基础对顶部风机塔筒的刚性约束减弱，其自振频率较低，风力发电机的塔筒由多段圆形塔筒连接而成，而塔筒在安装过程中容易受到来自各个方向的不均匀空气流动的影响，当周围空气产生涡流震动的频率与塔筒自振的频率接近时，极为容易使上部塔筒产生涡激共振，对风机后续机组设备的安装和基础稳定产生重大安全隐患。

现有技术中主要采用密封塔筒上下出口、设置扰流风绳及设置绕塔筒扰流板等措施来避免产生涡激共振，但仍然不能从根本上解决以下问题：

1）由于扰流风绳直径较小，无法对塔筒周边空气流动产生明显扰动，且风绳的方向相对固定，不能及时调整以适应空气流动方向；

2）由于绕塔筒扰流板体积相对塔筒直径较小，覆盖塔筒表面区域有限，不足降低大风条件下塔筒周围空气的激振频率；

3）密封塔筒上部舱口及塔筒门之后，塔筒自振频率没有改变，空气流动仍然会在塔筒背风面产生涡流低压区，激发塔筒产生规律共振。

4）直接在塔筒顶部平台放置沙袋，则沙袋与塔筒平台摩擦力过大，沙袋会随塔筒一起晃动，达不到消能的效果。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题，减小风机塔筒的振动，提供一种用于风机塔筒的减振机构，具体技术方案如下。

一种减振机构，其用于减小风机塔筒的振动，其包括沙袋、绳索部件、连接杆和磁性固定组件，所述连接杆的一端与所述磁性固定组件固定连接，所述连接杆的另一端通过所述绳索部件悬挂有所述沙袋。

进一步地，所述磁性固定组件包括盒体、永磁体和控制杆，所述永磁体可滑动的设置所述盒体内，所述盒体上开设有通孔，所述控制杆穿过所述通孔与所述永磁体固定连接，所述控制杆位于所述盒体之外的端部设置有凸缘部。

进一步地，所述绳索部件为绳子或者链条。

基于同一实用新型构思，本实用新型还涉及一种风机塔筒，其包括塔筒本体和上述的减振机构，所述塔筒本体由钢材制成，所述减振机构的磁性固定组件吸附固定在所述风机塔筒的内壁上，所述减振机构设置有两个以上且围绕风机塔筒的中心线均匀分布。

本实用新型的减振机构用于风机塔筒的施工方法包括以下步骤：

1）在其中一段塔筒安装完成后，在其顶部法兰盘下方的内壁上安装上述的减振机构，并使减振机构的沙袋摆动方向与塔筒的摆动方向相反；

2）吊装下一段塔筒到上一段塔筒的顶部，并通过法兰盘固定连接在一起；

3）在下一段塔筒的顶部法兰盘下方的内壁上安装上述的减振机构，并使减振机构的沙袋摆动方向与塔筒的摆动方向相反；

4）重复步骤1）至步骤3）直到将风机机舱吊装安装至风机塔筒的顶部。

进一步地，上述减振机构的绳索部件的长度根据已搭建风机塔筒的自振频率进行调节，使得沙袋的摆动频率接近或等于已搭建风机塔筒的自振频率。

进一步地，在上述步骤4）之后将减振机构全部拆除。

本实用新型通过利用比重较大的沙袋来增加风机塔筒自身荷载，提高了高处塔筒的自振频率，降低了出现涡激共振的风险；其次，利用沙袋内沙砾相互摩擦，及沙袋之间的撞击，消耗风机塔筒受外部风能激震而传导至风机高处塔筒的自振能量，从而削减风能持续作用下塔筒的自振，保证高风机塔筒在大风等恶劣条件下吊装作业的安全稳定性；另一方面，利用磁性固定组件来保证沙袋装置与风机塔筒之间的固定连接，便于拆卸及安装。本实用新型具有减振效果好、所需投入设备简单、安装速度快、造价低、投资省等特点。

附图说明

图1为本实用新型减振机构安装于塔筒内壁上的示意图；

图2为磁性固定组件的示意图；

图3为磁性固定组件处于非安装状态的示意图；

图4为磁性固定组件处于安装状态的示意图。

图中：沙袋1、绳索部件2、连接杆3、磁性固定组件4、塔筒本体5、法兰盘6、螺栓孔7、盒体41、永磁体42、控制杆43、通孔44、凸缘部45。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

参见图1，本实施例依托某正在施工的风电项目。项目采用歌美飒G114 2.1MW风机机组，轮毂中心高度达到了153米，共由8段塔筒组成，采用钢制柔性风机塔筒。在机组安装过程中，第6段塔筒安装完成以后塔顶高度就达到了108米，如不及时采取有效措施，塔筒会由于共振而产生规律晃动，顶部最大振幅可达1.5米以上。

为防止和削减可能出现的风机塔筒共振，保证项目吊装过程的顺利实施，在第6段塔筒完成后第7段塔筒安装之前，立即在顶部的内壁上安装减振机构，减振机构为法兰盘6的下方，当塔筒出现共振的倾向时，立即安排技术人员通过反向晃动沙袋，削减塔筒自振能量，从而从一开始就遏制塔筒共振的扩大。在第7段塔筒安装完成后以及第8段塔筒安装完成后，同样通过相同措施反向晃动沙袋，积极对塔筒自振能量进行削减。在机舱与第8节塔筒对接完成以后，依靠机舱压重极大提高了塔筒自振频率，这时可取下减振机构，避免后续营运过程中减振机构掉落引起的安全事故。

参见图1，风机塔筒包括上下设置的多段塔筒，相邻两端塔筒利用法兰盘6连接在一起，法兰盘6上开设有连接用的螺栓孔7，每一段塔筒包括塔筒本体5和减振机构，所述塔筒本体5由钢材制成，所述减振机构的磁性固定组件4吸附固定在所述塔筒本体5的内壁上，所述减振机构设置有两个以上且围绕风机塔筒的中心线均匀分布。

减振机构包括沙袋1、绳索部件2、连接杆3和磁性固定组件4，所述连接杆3的一端与所述磁性固定组件4固定连接，所述磁性固定组件4能够吸附固定在所述塔筒本体5的内壁上，所述连接杆3的另一端通过所述绳索部件2悬挂有所述沙袋1。其中连接杆3可采用弯折连杆，连接绳索部件2的一端竖直设置；所述绳索部件为绳子或/和链条，绳索部件的长度根据已搭建风机塔筒的自振频率进行调节，使得沙袋的摆动频率接近或等于已搭建风机塔筒的自振频率，这样可以最大限度地减小塔筒的振动。

参见图2-3，所述磁性固定组件4包括盒体41、永磁体42和控制杆43，所述永磁体42可滑动的设置所述盒体41内，所述盒体41上开设有通孔44，所述控制杆43穿过所述通孔44与所述永磁体42固定连接，所述控制杆43位于所述盒体42之外的端部设置有凸缘部45。使用时，按压控制杆43，推动永磁体42处于接近塔筒本体5内壁的位置，永磁体42吸附在钢材质的内壁上，磁力可根据具体使用的情况，可达到200-900 公斤之间，当需要拆除磁性固定组件4时，利用端部具有U型结构的撬棒卡住控制杆43，凸缘部45为端部具有U型结构的撬棒提供受力点，撬棒将控制杆43提起，永磁体42与内壁的间距增大，磁力减小，即可拆除磁性固定组件4。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，上文中出现的“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。