2 MW风电机组叶片防除冰试验与能耗评估

文章针对凝冻积冰环境下风电机组叶片气热法防除冰技术展开现场试验,验证其防除冰效果及加热能耗。首先,分析了叶片表面结冰复杂过程并模拟计算NACA64618翼型表面积冰分布;然后,结合2MW风电机组构建叶片主动气热法防除冰系统并实施现场示范工程;最后,开展了风电机组叶片静态除冰试验、防冰试验及防冰生产运行试验,辅助全景红外热成像检测分析叶片防除冰效果及加热能耗。试验结果表明,在冰厚为30mm并控制加热温度为50℃的前提下,持续加热2h后叶片表面开始融冰脱落,加热能耗功率不足50kW。可为风电机组叶片气热法防除冰的工程应用系统设计提供参考。

风机基础施工中的地质条件与基础设计

风机地基类型与风电场的规模、单机风机的单机容量、场地的地质情况以及对不利的地质情况采取的处理方法等密切相关。所以,在进行地基的设计和建设时,必须结合具体的工程地质情况,对风机地基进行全面的分析;科学地论证和优化工程的设计和建造计划。本文开展风机基础施工中的地质条件与基础设计研究,就风力发电机组的地基设计及地基加固技术作一简要介绍,旨在为今后的工程建设提供参考。

风电机组叶片结冰的光纤感知及厚度分布估计

分析光纤感知叶片结冰厚度的检测原理并设计四通道双窗口专用结冰探测器,采用模拟计算并分析不同攻角和水滴粒径下叶片水滴收集率分布,借助风电机组所在空气流场构建风电机组机舱顶部结冰探测器与叶片间运行环境结冰信息的内在关联,进而实现叶片表面结冰厚度检测及分布估计并在风场风电机组进行结冰实测验证,结果表明叶片表面结冰状态呈现前缘结冰最厚且沿叶尖方向逐渐增加的分布特征,探测器检测值与实测值偏差在8%内,可满足风电机组叶片防除冰的工程应用需求。

风力机防除冰的复合材料叶片传热分析与试验研究

掌握复合材料叶片壳层的传热特性对于实现风力机叶片气热法防除冰至关重要。通过分析复合材料叶片气热法传热理论,选择叶片主梁梁帽、前缘和后缘三个典型局部位置构建叶片壳层传热模型,施加不同载荷温度进行叶片传热模拟,分析表明在不同载荷温度下,各模型的传热特性具有一致性,前缘模型和后缘模型因夹芯材料及厚度不同,传热缓慢且温度下降幅度最大,而主梁模型传热较快且在2 h后达到平衡状态温度。通过对现场2 MW叶片进行传热试验,前缘通道监测点温度变化与对应传热模型分析结果接近,传热模拟与试验结果表明加热1.5 h后叶片表面Δ10℃温升能够满足复合材料叶片防除冰的工程应用需求。

2 MW风机叶片气热法防除冰的传热试验研究

在凝冻地区风电场采用气热法进行风机叶片防除冰工程应用时,叶片传热试验至关重要。文章针对现场2 MW风机叶片,结合叶片重点结冰区域分布,设计研发叶片传热试验系统并实施9 h传热试验。试验采用12支温度传感器和红外热成像技术监测记录叶片温度,并分析叶片传热过程及传热效果。传热试验结果表明,在叶片前缘通道内施加30 kW加热器持续加热叶片本体,无日照时叶片前缘外表面15 m处温度为39.4℃,40 m处温度为25.3℃,温升在10℃以上,且分别沿叶尖和后缘两侧方向呈现递减分布。验证了利用气热法对该复合材料叶片进行防除冰,在理论上和技术上是可行的。

风力发电机组叶片气热法防除冰系统设计

针对风电场风电机组防除冰技术现场可改造实现需求,探讨了2 WM机组叶片气热法防除冰技术工程应用的系统设计,重点围绕单支叶片加热系统设计、供电电源选择以及结冰监测与控制系统架构展开,再结合工程实现对叶片气热法防除冰系统现场改造的几个重点问题进一步枚举和论述,为推进风电机组叶片气热法防除冰系统现场工程改造提供借鉴。