专利名称：高原风力发电机组塔架的制作方法
技术领域：
本实用新型属于风力发电技术领域，涉及一种高原风力发电机组，尤其涉及一种适合在高海拔地区工作的高原风力发电机组塔架。
背景技术：
风能作为一种清洁能源，在国际上的节能减排中的地位日益重要，而作为风能与电能的能量转换装置——风力发电机组，在我国的制造业中起到越来越重要的作用。我国目前已开发的风电工程项目，90%以上集中在非高海拔地区；而作为风资源相对较好的西部高海拔地区如青海、西藏、云南等区域目前尚未实现装机或只有少数装机，已开发的风电工程项目很少。该区域理论可开发容量和工程可开发容量巨大，具有规模化开发的资源条件和环境条件。但是，风电大规模并网引发的调峰问题和电网适应性不足的问题，导致风电企业和电网企业的矛盾日益凸显，风电场被限制出力的现象在风电资源丰富的“三北”地区频频出现，给投资商带来巨大的经济损失。预测近2-3年内，非高海拔区域风电工程项目开发进度将会放缓。目前，在国内高海拔地区运行的风机有华能大理风电场使用浙江运达64台50/750(平原型风力发电机组)，目前已经安装完成并实现并网发电；中国水电十四局大理者磨山风电场使用金风科技39台50/750、2台52/750，目前已经安装完成并实现并网发电，可利用率达到99% ;青海锡铁山使用金风科技2台高海拔型87/1500样机，目前已通过试运行，运行稳定。上面提及的型号50/750是指风力发电机的叶轮直径为50m，额定功率为750kW(其他型号的含义均与此类似)。众所周知，风力发电机组主要由塔架、机舱和叶轮三部分组成。塔架是支撑机舱和叶轮的构架，一般由2-4段塔筒构成，其高度一般在五十米以上，各个塔筒之间以法兰结合；机舱被安置在塔顶，发电机、增速箱、液压系统及冷热交换系统均设置在机舱中并由塔架支撑，维护人员可以通过塔架进入机舱；叶轮一般安装在塔架的顶端。在风力发电机组中，塔架的主要作用包括I、支撑作用由于风剪切的作用，风力发电机组必须运行在高空才能捕获到更多的风能，因此需要塔架作为支撑将其安装在高空；2、提供通道维护人员如果需要进入机舱中工作，必须通过塔架内的梯子攀爬到机舱中；3、密封空间风力发电机组的很多电气系统都安置在塔架内以便能够“遮风挡雨”，某些海上机组将机组与电网相连接的箱式变压器也放置在塔架内。目前的风力发电机组主流塔架都是钢制锥筒，这种塔架的特点是空间封闭、人员工作安全性高且性价比较高。然而，高原地区具有大气压强低、空气密度小等环境特点，对于风力发电机组而言，电气系统受到极大的挑战。根据“GB/T 20626. 1-2006特殊环境条件高原电工电子产品第I部分通用技术要求”，高原的环境特点对电气系统的绝缘介电强度、电气间隙、电晕及局部放电、温升、工频耐受电压和雷电冲击耐受电压均会产生重大的影响。根据“GB/T22580-2008特殊环境条件高原电气设备技术要求低压成套开关设备和控制设备”，普通平原型电气设备只能工作在海拔2000m以下，海拔超过2000m时会产生较大风险。对于目前的普通钢制锥筒塔架而言，其密封性较差，只能对灰尘、雨水起到一定的阻挡作用，电气设备放置在塔架内与放置在自然环境中差异不大，特别是对高原地区的低气压、低空气密度给机组带来的负面影响没有任何作用。为了使风力发电机组的电气系统能够在高海拔地区正常运行，需要根据高海拔地区的环境特点对机组的电气系统进行重新设计，以满足电气系统在高海拔地区工作的可靠性，而这将带来如下两个问题I、目前国内外均没有高原风力发电机组的设计标准； 2、重新设计高原风力发电机组的电气系统将会使风力发电机组的成本增加。同时，维护人员在维护风机的过程中需要攀爬塔架，工作量较大。在高原地区，维护人员进行强度较大的体力劳动时风险较大，容易出现“高原反应”。虽然维护人员可随身携带防止高原反应的应急药品或者携带便携式小氧气瓶以防止出现高原反应，但是这样做会干扰维护工作。因此，为了解决上述问题，需要从另一个角度出发，来降低风力发电机组的运行风险以及维护人员的健康风险。
实用新型内容针对在高海拔地区直接采用平原型风力发电机组时存在的上述问题，本实用新型提供一种高原风力发电机组塔架，所述高原风力发电机组塔架能够使高原风力发电机组的电气系统在高海拔地区可靠地工作，并降低维护人员在高海拔地区维护风力发电机组时的工作风险。根据本实用新型的一方面，提供一种高原风力发电机组塔架，所述高原风力发电机组塔架具有增压装置和多层密封门，所述增压装置设置在所述高原风力发电机组塔架的底端并与所述高原风力发电机组塔架的内部连通，所述多层密封门设置在所述高原风力发电机组塔架的下部并至少包括两个密封门，人能够通过所述多层密封门进入所述高原风力发电机组塔架的内部。所述多层密封门可包括第一密封门，设置在所述高原风力发电机组塔架的外部；过渡空间，所述过渡空间的一部分设置在所述高原风力发电机组塔架的外部，所述过渡空间的另一部分设置在所述高原风力发电机组塔架的内部；第二密封门，设置在所述高原风力发电机组塔架的内部，所述第一密封门和所述第二密封门中的每个能够被选择性地打开和关闭。所述增压装置可以是气压泵，所述气压泵可使所述高原风力发电机组塔架的内部的大气压强保持在82kPa以上。所述高原风力发电机组塔架可包括通过法兰进行结合的多段塔筒，所述多段塔筒之间的法兰结合部可以以密封材料密封，以保证所述高原风力发电机组塔架的整体密封。所述密封材料可以是密封胶。[0025]本实用新型的有益效果在于I、通过高原风力发电机组塔架保证大气压强，从而使高原风力发电机组的电气系统能够在高海拔地区可靠地工作。2、通过高原风力发电机组塔架保证空气密度(氧气含量)，降低了维护人员在高海拔地区维护风力发电机组时的工作风险。3、本实用新型从优化塔架的角度出发，对塔架的密封加以改进，从而解决了高海拔型风力发电机组所面临的核心问题，而且成本较低。
通过
以下结合附图对示例性实施例进行的描述，本实用新型的这些和/或其他方面将会变得清楚和更加容易理解，在附图中图I是根据本实用新型的示例性实施例的高原风力发电机组塔架的结构示意图。图2是图I中示出的A部分的放大视图。图3是从另一角度观看的根据本实用新型的示例性实施例的高原风力发电机组塔架的示意图。附图中的标号的具体说明如下1为高原风力发电机组塔架，2为增压装置，3为多层密封门，31为第一密封门，32为过渡空间，33为第二密封门，4为法兰结合部。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以以多种不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。在附图中，为了清楚起见，可能会夸大部件的尺寸，并且相同的标号始终指示相同的部件。其中，本实用新型所述的高海拔地区是指海拔在2000m以上的地区。如表I中所示，海拔高度对大气压强/空气密度有较大影响。随着海拔高度的增加，大气压强随之降低，空气密度随之减小，空气中的氧气含量也同比例减少，海拔达到3000m以上时，空气中的氧气含量只有平原地区的70%。风力发电机组在这样的环境条件下运行，电气系统风险极大，而维护人员在这样的环境条件下工作负荷也非常大，特别是在攀爬塔架的高强度劳动下，很容易发生高原反应。表I海拔高度对大气压强/空气密度的影响(气温15°C )
海拔高度 On)~O ~1000 ~2000 2500 ~3000 ~3500 ~4000
大气压强(kPa)101. 3 900 θΓδ 70Τ θΤΓ δ Τβ 54
空气密度(kg/m3)1.225 1.088 0.961 0.905 0.848 O. 797 0.746为了解决上述问题，本实用新型提供一种高原风力发电机组塔架。下面，将参照附图对根据本实用新型的示例性实施例的高原风力发电机组塔架进行详细描述。图I示出了根据本实用新型的示例性实施例的高原风力发电机组塔架I的结构示意图。图2示出了图I中的A部分的放大视图。[0040]如图I和图2中所示，根据本实用新型的示例性实施例的高原风力发电机组塔架I具有增压装置2和多层密封门3，增压装置2设置在高原风力发电机组塔架I的底端并与高原风力发电机组塔架I的内部连通，多层密封门3设置在高原风力发电机组塔架I的下部并至少包括两个密封门，维护人员能够通过多层密封门3进入高原风力发电机组塔架I的内部。图3是从另一角度观看的根据本实用新型的示例性实施例的高原风力发电机组塔架的示意图，其中，在图3中示出了多层密封门3的具体结构。如图3中所示，多层密封门3可包括第一密封门31，可设置在高原风力发电机组塔架I的外部；过渡空间32，所述过渡空间32的一部分可设置在高原风力发电机组塔架I的外部，所述过渡空间32的另一部分可设置在高原风力发电机组塔架I的内部；第二密封门33，可设置在高原风力发电机组塔架I的内部。尽管在本示例性实施例中示出了第一密封门31和第二密封门33具有近似椭圆形的形状，但是本实用新型并不限于此。过渡空间32位于第一密封门31和第二密封门33之间，第一密封门31和第二密封门33中的每个门都能够被选择性地打开和关闭。具体地讲，第一密封门31和第二密封门33可同时关闭以封闭过渡空间32，从而封闭高原风力发电机组塔架I的内部，或者第一密封门31可在第二密封门33关闭的情况下打开，以允许维护人员进入过渡空间32，或者第二密封门33可在第一密封门31关闭的情况下打开，以允许维护人员经由过渡空间32进入高原风力发电机组塔架I的内部。应该理解的是，尽管本实施例通过示例的方式描述了多层密封门3为包括第一密封门31、过渡空间32和第二密封门33的双层密封门的情况，但本实用新型并不限于此。增压装置2可以是气压泵，所述气压泵使高原风力发电机组塔架I内部的大气压强保持在82kPa (相当于海拔拔1800m时的大气压强，与航空飞机在飞行中保持的大气压强相同)以上。在此大气压强下，高原风力发电机组的电气系统能够正常工作，维护人员在维护机组或者攀爬塔架时不会有不适感。如上所述，高原风力发电机组塔架I可包括多段塔筒，所述多段塔筒之间通过法兰进行结合，为了保证高原风力发电机组塔架I的整体密封，所述多段塔筒之间的法兰结合部4(如图I中所示)可以以密封材料密封，所述密封材料可以是密封胶，但本实用新型并不限于此。在使用中，当维护人员进入塔架I内时，可以先打开第一密封门31，在维护人员进入过渡空间32之后关闭第一密封门31，然后打开第二密封门33进入塔架I内，再关闭第二密封门33，这样可以有效地保证塔架I内的大气压强，降低气压泵2的负荷。当维护人员完成维护工作从塔架I内出来时，先打开第二密封门33，在维护人员进入过渡空间32之后关闭第二密封门33，然后打开第一密封门31从塔架I内出来，最后关闭第一密封门31。通过以上描述清楚的是，本实用新型从优化塔架的角度出发，对塔架的密封加以改进，即，根据本实用新型的高原风力发电机组塔架内部采用增压装置增压，作为塔架入口的塔架门采用多层密封门结构以保证塔架的整体密封，而无需对高原风力发电机组的电气系统进行重新设计，由此大大降低了成本，同时保证高原风力发电机组的电气系统能够可靠地工作，并降低了维护人员在高海拔地区维护风力发电机组时的工作风险。尽管已经结合附图示出并描述了一些示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解的是，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原 理和精神的情况下，可以对这些示例性实施例进行修改和变型。
权利要求1.一种高原风力发电机组塔架，其特征在于，所述高原风力发电机组塔架具有增压装置和多层密封门，所述增压装置设置在所述高原风力发电机组塔架的底端并与所述高原风力发电机组塔架的内部连通，所述多层密封门设置在所述高原风力发电机组塔架的下部并至少包括两个密封门，人能够通过所述多层密封门进入所述高原风力发电机组塔架的内部。
2.根据权利要求I所述的高原风力发电机组塔架，其特征在于 所述多层密封门包括第一密封门，设置在所述高原风力发电机组塔架的外部；过渡空间，所述过渡空间的一部分设置在所述高原风力发电机组塔架的外部，所述过渡空间的另一部分设置在所述高原风力发电机组塔架的内部；第二密封门，设置在所述高原风力发电机组塔架的内部， 所述第一密封门和所述第二密封门中的每个能够被选择性地打开和关闭。
3.根据权利要求I至2中任一项所述的高原风力发电机组塔架，其特征在于，所述增压 装置是气压泵，所述气压泵使所述高原风力发电机组塔架的内部的大气压强保持在82kPa以上。
4.根据权利要求I至2中任一项所述的高原风力发电机组塔架，其特征在于，所述高原风力发电机组塔架包括通过法兰进行结合的多段塔筒，所述多段塔筒之间的法兰结合部以密封材料密封，以保证所述高原风力发电机组塔架的整体密封。
5.根据权利要求4所述的高原风力发电机组塔架，其特征在于，所述密封材料是密封胶。
专利摘要本实用新型提供一种高原风力发电机组塔架，所述高原风力发电机组塔架具有增压装置和多层密封门，所述增压装置设置在所述高原风力发电机组塔架的底端并与所述高原风力发电机组塔架的内部连通，所述多层密封门设置在所述高原风力发电机组塔架的下部并至少包括两个密封门，人能够通过所述多层密封门进入所述高原风力发电机组塔架的内部。根据本实用新型的高原风力发电机组塔架内部采用增压装置增压，作为塔架入口的塔架门采用多层密封门结构以保证塔架的整体密封，而无需对高原风力发电机组的电气系统进行重新设计，从而大大降低了成本，同时保证高原风力发电机组的电气系统能够可靠地工作。
文档编号F03D11/00GK202789352SQ20122048859
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者孟庆顺 申请人:北京金风科创风电设备有限公司