L型法兰盘在风力发电机上的应用

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L型法兰盘在风力发电机上的应用

作者：关媛媛刘大江邢艳

来源：《硅谷》2014年第06期

摘要文章探讨L型法兰盘在风力发电机上的应用。采用三维软件，对塔筒常规平型法兰盘和L型法兰盘的结构进行受力分析，对比分析数据，分析L型法兰盘的结构特点。结果表明，在基础条件相同的情况下，用L型法兰连接时，避免了法兰盘在与塔体焊接时产生的焊接残余热应力在连接部位造成的应力集中而导致塔筒失效。因此采用三维软件对两种法兰结构进行受力分析是可行的，提出的意见可用于指导工程实践。

关键词塔筒；平型法兰盘；L型法兰盘；失效

中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）06-0077-02

风力发电是新能源开发中技术最成熟、最具规模化商业开发前景的发电方式，风力发电将在未来能源的结构中占有越来越重要的地位。风力发电机是一种将风能转换成电能的设备，随着科学的进步和实践经验的不断增加，各科研院所和企业对风力发电机的结构进行了一系列的研究和改进，由此风力发电机各组成部件在结构和功能上都发生了很大变化，优化结构，改进功能，从而提高了风力发电机的发电功能和安全运行。

塔筒是风力发电机的一个重要的组成部分，它的结构稳定性直接影响着风力发电机的运行安全。风力发电机塔筒主要用来支撑叶片和机舱，不仅要有一定的高度，更应该有足够的强度和刚度，是重要的承载部件，其设计水平直接影响风力发电机的工作性能和可靠性。塔筒高度从45米-100米不等，由于运输方面的种种限制决定了塔筒分节连接，现今风力发电机塔筒的节与节之间连接方式是通过螺栓将焊接在塔筒每节端部的法兰盘连接在一起，现有的塔筒连接法兰盘通用平型法兰盘，如图1所示，这种形式的法兰盘在焊接工艺上需要在法兰盘与筒体上开平破口，并且由于法兰盘在与筒体焊接时，存在焊接残余热应力，会在连接部位造成应力集中从而导致塔筒失效，甚至发生断裂，产生非常严重的后果。

为了解决上述技术问题，设计了一种L型法兰盘，目的是使其焊接过程中产生的焊接残余热应力降低到最低、焊接工业可实施性强、可提高风力发电机组塔筒的安全性。

图1 平型法兰盘

1 L型法兰盘结构特点

L型法兰盘结构，见图2。L型法兰盘的拐角处设有倒角，L型法兰盘与每一段塔筒的端

部焊接连接，两端塔筒的L型法兰盘通过螺栓连接在一起。

图2 L型法兰盘