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联轴器在风力发电行业的应用形势

发布时间:2019-10-05
联轴器是风力发电机组中非常重要的部件,然而它的设计和制造一直是困扰技术人员的难题,..

随着世界范围内化学燃料的日益枯竭以及全球环境问题的日益加剧,寻求一条社会进步与人口、环境和资源相协调的可持续发展道路是人类的必然选择。在众多可再生资源中,风能是具有商业潜力和活力的。风能是清洁能源,因为风能是由风产生的,风力发电不会污染空气,它不会像发电厂一样依靠燃烧化石燃料如煤和天然气来发电,风力发电机也不会排放出造成温室效应的气体。风能依靠的是风的可再生,风是永远也用不完的。风能属于一种自然能源,具有总储量大、可以再生、分布广泛、不需运输、对环境没有污染、不破坏生态平衡等优越性,但在利用上也存在着能量密度低、随机变化大、难于储存等问题。现代风能开发利用的方式,主要是将风能转换为电能,用于发电。
  风力发电就是将风的动能转化为机械能,再把机械能转化为电能,风力发电的基本原理是是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。生活用电一般使用单独运行的小型风力发电机组和蓄电池相配合。生产用电通常使用中、大型风力发电机组和公用电网并网运行,也可以与柴油发电机组成系统实行切换运行、并网运行或并联运行,输出交流电.风电不仅有环境效益好,不排放任何废弃物和有害气体的突出优点,同时它还是一种价格很低的可再生能源技术,每千瓦小时仅是耗资4至6美分,而且风力发电厂的建造费用也比火力发电站,水电站,核电站低廉,相比于其他形式的能源发电,风力发电不需要原材料,除了正常的检修和维护,没有其他额外的消耗。虽然进行风力发电时,风力发电机会发出噪音,但是多风的地方往往是荒地或者草原,附近居民较少,而且建设风电场的同时也开发了当地的旅游资源。我国就在内蒙古草原上建造了大量的风力发电设施,并且技术日趋进步,生产成本也大大降低了。风力发电也有一定的缺点,在一些地区,由于地形等原因,风能变化很大,风力有间歇性,分布也很不均匀为,更为糟糕的情况是如台湾等地夏季和白天需要较高的电力,但此时风力却较少,因此为了使用户的电力供应稳定、充足,风力发电机可以和太阳能电池互补,当风力很大而阳光较弱时,以风力发电为主,光电为辅;当天气晴朗而风力较小时,则以光电为主,风力发电为辅。
  七八十年代以来,国际组织及各国政府相继投入大量人力物力对其进行大力发展,世界风力发电技术也日益成熟,风电装机容量稳步提升,并且未来还有很大的发展空间。我国幅员辽阔,风力资源丰富,陆上50米高度可利用的风力资源为5亿多千瓦,海上风力资源也超过5亿千瓦,尤其是在西北,华北,东北和沿海地带,平均风速大于我国其他地方的平均风速。我国正在大力发展风力资源,但我国的风力发电事业也存在许多问题,最主要原因是我国对其基础理论和关键技术缺乏深入的研究,不足以形成生产力,一味的追求装机容量,而技术却并未达到相应的水平,造成了风力机的严重闲置。
  风力发电机组的国产化和自主研发是我国迫切需要解决的问题,通常风电设备要在野外可靠运行超过二十年,还要承受复杂天气状况和风力变化的考验,因此风电设备的质量必须严格要求。联轴器是风力发电机组中非常重要的部件,然而它的设计和制造一直是困扰技术人员的难题,目前联轴器部件在我国并无生产厂家,全部依赖从国外进口,因此只有解决联轴器的设计和研究的难题,才能实现国产化大型风力发电机组的批量生产和研发。联轴器的研发设计中最重要的就是要保证它有足够的强度和刚度,因此对联轴器进行设计计算分析,对其进行强度,刚度的计算和校核至关重要。
  联轴器在欧美国家的石油、船舶及航空等方面有着广泛的应用。世界上有专门生产膜片联轴器的两个厂家,Flexibox和Turboflex,均位于英国,尽管其生产的联轴器中膜片的外形不同,分别是束腰型膜片和环形膜片,但实质性和设计理念却是相同的。可以说,他们的产品代表了目前世界上膜片联轴器的先进水平。国内方面,20世纪80年代初,国内的科研机构开始对膜片联轴器进行设计和研究,经过30年的发展,在材料、加工工艺、设计性能上己经达到先进水平,并且相比于进口联轴器,有着技术支持及时,售后服务迅速,产品价格合理等优势。生产出国产高速联轴器的不仅有助于提高我国的风电设备的水平,降低风力发电的成本,同时也是实现我国自主知识产权,彰显国际竞争力的重要标志。

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