某工程风力发电机塔筒连接系强度分析

安孟德，李 旭，张少飞

（郑州国水机械设计研究所有限公司，河南 郑州 450044）

目前，我国的风力发电行业无论是装机总容量，还是装机的新增容量，都保持着较快的增长趋势，其他相关国家也有较快的增长态势。但是，随着风力发电行业的迅猛发展，近些年来，该行业发生了许多风力发电机塔架倾倒的事故。经过对部分事故的分析及鉴定，得知出现倒塔的原因，除了是极端强风天气造成塔筒所受载荷过大外，还与风电设备安装连接的高强螺栓强度不足、螺栓紧固施工安装不当、实际安装质量不符合安装工艺、质量检测手段无法满足质量要求等有关。风电设备中的塔筒作为风机的高耸支撑部件，如果其存在强度不足或安装质量隐患的问题，那么一旦损坏，将会对整台机组中其他相关设备的运行产生非常大的安全威胁。此外，如果机组已并网发电，单台机组的事故对地区局部电网也会带来运行安全方面的影响。

1 工程概况

1.1 风机概况

文章研究分析的风机结构主要由顶部发电机、机舱、轮毂、叶片及底部支撑塔筒构成，其中塔筒分为三段。风机顶部各部分结构重量及主要尺寸如下：发电机重4.39×104㎏，机舱重1.17×104㎏，轮毂及叶片组合重3.25×104㎏，中心高约65m，其他系统及结构重7.95×103㎏。三段支撑塔筒结构重量及尺寸如下：底部塔筒重约3.7×104㎏，高度为15m；底部法兰直径约4200mm，中部塔筒重量约3.18×104㎏，高度为22.8m，下部法兰的直径约为3800mm；上部塔筒重量约为2.3×104㎏，高度为25m，下部法兰的直径约3200mm。三段塔筒整体重约9.18×104㎏，安装高度约62.8m，风机整体重约1.88×105㎏。……