风机安全问题.doc

1 风机安全问题为了清楚了解风机的风机安全性设计的基本原理,现摘录( Jens-Peter Molly )的部分章节如下: 刹车器的作用与齿轮箱过载刹车器的作用: 常用于风机的安全系统, 也用于静止或正常运行。其形式有: 机械的、电器的或气动刹车。但使风轮从运动回到静止状态的可靠性要求很高。齿轮箱需承受的运行载荷: 1 、发电机端的扭矩波动,它取决于控制质量。在正常情况下, 控制器产生的波动不超过额定扭矩的 120% ;在特殊情况下,变桨产生的扭矩波动可能会超过额定扭矩的 150% 。 2 、制动时的载荷,机械刹车布置在齿轮箱的高速轴端,刹车时常常产生很高的刹车扭矩, 特别是无刹车片或卡住产生的刹车扭矩更高。 3 、并网时产生的冲击载荷,尤其是与电网同步失败产生的冲击力更大。 4 、风机故障停机或检修刹车,大风波动产生的风轮扭矩。齿轮箱需承受的故障载荷: 1、发电机短路,冲击扭矩可以达到满负荷扭矩的 8 倍。 2 、风机紧急制动,刹车器安装在齿轮箱的高速端,有可能产生最危险的刹车载荷, 刹车制动可能提前于叶片的收桨, 此时的刹车力应有两倍的满负荷扭矩。 2 刹车的频繁度, 因风场状况的不同而不同, 频繁刹车可能造成齿轮箱齿面的点蚀。发电机短路会产生危险的冲击载荷, 为避免此冲击载荷, 齿轮箱与发电机通过特殊联轴器连接。过载时迅速扭断联轴器。机械刹车按刹车的情况可分:运行刹车,紧急刹车。刹车系统应按照,“保证故障情况下的风机安全”原则设计。风机检查刹车片的厚度以保证风机安全。安装在高速轴端的机械刹车, 一则, 由于在刹车过程中, 从刹车开始时的滑动摩擦到其后的静止摩擦力, 制动力不均匀造成齿轮箱过载; 二则, 高速端的刹车盘静止的瞬间, 风机的风轮可能来回摆动造成齿轮箱齿面的动态过载。未了避免以上情况, 并保护刹车, 在整个刹车过程中, 刹车力矩的调整应保持是一个柔性的过程。如果只采用一个刹车器,会增加轴承的支撑力和径向作用力;采用两个刹车器可避免轴承的径向作用力。刹车扭矩应大于两倍最大扭矩, 这不是按额定功率给出的, 还与其他条件有关。如: 1 、在额定或超速时的风轮刹车。 2、在运行过程中的风机最大功率, 可能超过风机额定功率的 50% 。 3 、基于变桨方面的考虑。在大风的条件下,从设计上讲,此时的最小桨距功率超过额定功率。如果风轮进行机械刹车, 那么由于风 3 轮转速下降。桨距角也变小,这样功率吸收的同时,扭距还会增大。值得注意的是: 在刹车过程中, 风轮扭矩会提高, 所以, 最大扭矩系数应大于最大功率系数。运行与运行安全风机的运行是全自动的, 在故障时, 报故障停机并处于保护状态。机组的容量越大, 运行监控越复杂, 要求也越高, 造价越高。对于正常运行的风机,监控与保护有两种功能。一、随时可手动停机;二、错误操作控制系统正常, 或非正常运行时, 通过控制参数或硬件开关动作来进行保护。尤其是风机超速的极限值, 无论是手动或非正常运行都不能超过容许值。系统自检:运行时自动检测风机的各种实际功能。静止状态: 风轮处于顺桨状态, 机械刹车松开, 风轮可缓慢随风转动, 以便叶片中的水从叶片流出, 避免冬季结冰胀裂叶片, 后台操作可刹住叶轮。起动:风机启动后,叶片到达 70 度位置,叶轮转动加快。等待状态: 测试叶片启动位置的风轮转速, 当风轮转速超过 3转每分时, 风机进入运行状态。对于运行风机来说, 风太大, 即使是等待时间超过了允许值,风机可能仍然处于等待状态, 同步励磁: 控制桨距使风机加速到额定转速下的某一速度, 风机开始与电网同步。负载运行Ⅰ: 风机并网发电, 控制桨距使风机在额定功率下运行; 在部分负荷下运行, 风机的桨距调整到最佳位置( 一般在叶片的 0° 4 位置) ;当风机发电为负证明风机吸收电网电,超过一定的时间风机切除(在-20KW 时间超过 30秒)。负荷变化运行Ⅰ-Ⅱ或Ⅱ-Ⅰ:风机由低转速到高转速( Ⅰ-Ⅱ) 加速;停机后从电网脱网( Ⅱ-Ⅰ)。负载运行Ⅱ: 风机输出功率, 大风时调整到额定功率; 部分负荷时,风机的桨距已到最佳位置(一般在叶片的 0° 位置) ;风速过高(如:超过 25 米以上 30 米以下,时间超过 10 分钟)风机切除。停机:风机处于等待状态。等风状态:风机处于运行状态下的相对静止状态。正常运行过程 1 、维护、风过小、过大停机。 2 、电网故障。 3 、风机启动到同步、并网运行。非正常运行风机故障,必须手动复位。 1 、超过允许的电缆缠绕值。 2 、运行时系统电压低。 3 、液压系统故障。 4 、发电机缺相保护。 5 、变桨速度太慢。 6 、过载 7 、发电机过热。 5 风机紧停 1 、超速。 2 、变桨角度超过允许值。 3 、转速测量故障。超速 1、机械飞车 2、机舱塔架振动