近日，科技部高新司派員實(shí)地考察了位于德國(guó)不萊梅港的海上風(fēng)電機(jī)組研發(fā)示范基地。不萊梅港是德國(guó)北海沿線(xiàn)最大的港口城市，近年來(lái)已發(fā)展成為集海上風(fēng)機(jī)研發(fā)制造、海洋生物產(chǎn)業(yè)、旅游觀光等于一體的德國(guó)可再生能源研發(fā)示范基地。世界頂級(jí)風(fēng)機(jī)制造企業(yè)Repower、BARD、Enercon、Multibrid等目前已紛紛進(jìn)駐不萊梅。

　　德國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展在全球居領(lǐng)先地位，目前不萊梅風(fēng)場(chǎng)已安裝12臺(tái)不同類(lèi)型的5MW海上風(fēng)機(jī)，進(jìn)行對(duì)比研究。為鼓勵(lì)海上風(fēng)電發(fā)展，德國(guó)制定了較優(yōu)惠的風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)(15歐分/度)，該試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)已于今年初并網(wǎng)發(fā)電。目前，德國(guó)可以生產(chǎn)5MW以上風(fēng)機(jī)的廠家有4家：Repower、Multibrid、Bard和Enercon。其中最大試驗(yàn)單機(jī)功率已達(dá)7.5MW，采用復(fù)合材料加鋁合金的兩節(jié)葉片結(jié)構(gòu)，葉片長(zhǎng)約60米。

　　隨著風(fēng)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，海上風(fēng)電已逐漸成為全球公認(rèn)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展方向。世界各國(guó)紛紛啟動(dòng)了海上風(fēng)電示范及推廣計(jì)劃，我國(guó)也已開(kāi)始規(guī)劃千萬(wàn)千瓦級(jí)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)。目前，我國(guó)華銳、金風(fēng)、湘潭電機(jī)、中船重工等風(fēng)電企業(yè)正在研發(fā)設(shè)計(jì)5MW及以上功率風(fēng)電機(jī)組，大功率、海上風(fēng)電機(jī)組將成為未來(lái)風(fēng)機(jī)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

出口尺寸較寬的葉輪，例如4-73№14型離心通風(fēng)機(jī)直板葉片葉輪，由于葉片應(yīng)力較大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)葉輪葉片變形的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象將嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)的使用性能，甚至還會(huì)造成不安全事故。

　　為了杜絕上述現(xiàn)象發(fā)生，在制造葉輪時(shí)，可以采取給葉片加上一圈中盤(pán)的措施，見(jiàn)圖1。在圖1中，D是葉輪葉片出口直徑，D1為葉輪輪盤(pán)外徑,負(fù)壓風(fēng)機(jī)廠，中盤(pán)的外徑和葉輪輪盤(pán)外徑相同，中盤(pán)內(nèi)徑用d表示。

 

　　中盤(pán)的形狀是一個(gè)圓錐筒，這個(gè)圓錐筒的展開(kāi)是比較容易的，如圖2所示，r、R分別為中盤(pán)展開(kāi)后的扇形內(nèi)外半徑，φ是展開(kāi)圖的圓心角（φ=D1/R×180°），下面只討論如何在中盤(pán)下料圖上確定葉片槽的位置和寬度。

2 　確定葉片工作面與中盤(pán)交線(xiàn)在中盤(pán)展開(kāi)圖中的位置 　　

　　式中r、d、a均為已知量，可以得到β的大小，即確定了葉片工作面在展開(kāi)圖上的位置Ａ′Ｃ′，確定一個(gè)葉片Ａ′Ｃ′位置之后，在中盤(pán)展開(kāi)圖上圓周均布其余葉片位置,負(fù)壓風(fēng)機(jī)外框，見(jiàn)圖4。

3 　確定中盤(pán)展開(kāi)圖中葉片槽寬度

　　確定中盤(pán)展開(kāi)圖中葉片槽寬度，即確定圖4中e、f、g、h點(diǎn)的位置。由圖4可知，直線(xiàn) CO逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ角,工廠通風(fēng)設(shè)備，得e點(diǎn)，直線(xiàn)do逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ角，得k點(diǎn)，直線(xiàn)do逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ角得f點(diǎn)，過(guò)f點(diǎn)作直線(xiàn)ek的垂線(xiàn)，垂線(xiàn)長(zhǎng)fg=葉片厚度+a（a一般可取1～2mm，避免因中盤(pán)的厚度與葉片干涉），作直線(xiàn)gh//ek，這時(shí)，e、f、g、h點(diǎn)的位置已確定。確定一個(gè)葉片的 e、f、g、h后，在中盤(pán)展開(kāi)圖上圓周均布其余葉片的相應(yīng)各點(diǎn)，最終得到如圖4的中盤(pán)展開(kāi)圖。

4　 結(jié)論

　　4-73№14型直板型葉片葉輪由于其出口尺寸較寬，葉片應(yīng)力較大，為保證葉輪強(qiáng)度，所以必須加中盤(pán)。本文中推導(dǎo)的在中盤(pán)展開(kāi)圖中確定葉片槽位置和寬度的方法是一種中盤(pán)展開(kāi)的有效的方法。

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