話說，風電機組連50年一遇的極限風速都扛得住（一般30m/s以上），甚至連臺風都扛得住，怎么就扛不住普普通通十幾米的風了？


這一切源自一個深奧的“流體動力學知識點”——卡門渦街~~

簡單來說，就是風吹過風電機組的塔架時，會產生……………“卡門渦街”


敲黑板，“卡門渦街”就是：非流線型物體，在穩(wěn)定的流體中，都會在物體兩側周期性交替的產生脫離結構表面的旋渦


雙擊666~~~說漩渦不就懂了嘛

水流過石頭后，形成1-2串漩渦


卡門渦街：艾瑪現形了

旗桿后的卡門渦街讓紅旗來回招展


卡門渦街：這個鍋我背

八錯，水流過橋墩，風吹過高塔、煙囪、電線等都會形成卡門渦街，就這么神奇


當這個漩渦脫落的頻率與物體的固有頻率相近時，就可能引發(fā)物體的共振，也就是渦激振動

莂小看渦激振動，倫家分分鐘導致不可描述的事情~~美國的塔科馬海峽大橋，就在上個世紀以這樣的方式結束了生命。令人匪夷所思的是吹垮大橋的風不過8級（17.2~20.7m/s）而已。但它在風中詭異扭動的畫面，卻廣為流傳。


對于風電機組圓圓的塔架而言，就是這樣

哎媽呀，搖擺起來了

換個角度看，就是這樣：


一階渦激振動（垂直風向左右搖擺，基本是頂部作妖）

或者這樣


二階振動（也是垂直風向左右搖擺，然鵝頂部幾乎不動，中部擺動）

那問題來了，為神馬以前都不注意這事哩？


這要從引發(fā)渦及振動的風速說起

以前的塔架比較矮，夠剛，頻率高，讓它渦激振動的臨界風速（危險風速）比較高，風電機組很難遇到這種風速，可忽略不計。

而現在經常被使用的全鋼高塔，比較柔，頻率低，讓它渦激振動的臨界風速（危險風速）并不高，風電機組一不小心就能遇到這種風速，沒法忽略啊（捂臉）。


一階渦激振動會影響風電機組的吊裝（塔頂晃來晃去）

二階渦激振動，其對塔架的損傷會很大

它會快速消耗塔架的壽命，甚至有可能整出超大的極限載荷，讓機組直（wu）接（fa）破（wan）壞（hui）

看看某140m塔架的壽命圖


模擬顯示，某140m塔架1分鐘渦激振動消耗的壽命相當于4天正常運行消耗的壽命，也就是累積渦激振動約30小時就會發(fā)生疲勞破壞！

如果實際運行過程中風速達到臨界風速范圍內，就可能發(fā)生危險！（十幾米都扛不住^&%*@#）

傷害這么大，還有救嗎？


可喜的是，還真有!


對于一階渦激振動，使用最多的措施是：吊裝期間，頂部塔筒加裝擾流條，破壞卡門渦街漩渦的形成，從而防止渦激振動


另外還有在吊裝期間直接安裝可拆卸阻尼器的方式

在機組吊裝完成后長時間不并網；或運行期間突然長時間斷網的情況下，機組均無法正常對風，將容易出現二階渦激振動。

因此在平時運行維護中，要特別注意不能隨便斷網停機。


那摸，二階渦激振動有啥應對的措施？

簡單粗暴的方法就是，外接電源，讓機組還能正常偏航對風


如外接柴油發(fā)電機

或者直接用繩子拽起來


如斜拉索（國內目前還沒見過）

還有加裝硬件阻尼的方式


如擺錘加阻

還有一些方式，比如通過調整葉片姿態(tài)，增加機組氣動阻尼，來抑制渦激振動的

那問題又來了，渦激振動風險那么大，這些應對措施都有效嗎？效果有多少？隨便用一個闊以嗎？需不需要經驗評估？測試驗證？是不是該叫佩奇（哼哼）爬風機上瞅一瞅？？