机舱和塔架的关键性能指标优化方法

2.8.1.1　机舱

机舱主要放置发电机等关键设备，风力发电机组的机舱底盘上布置有风轮轴、齿轮箱、发电机、偏航驱动器等机械部件，起着定位和承载（包括静负载和动负载）的作用。维护人员通过塔架进入机舱。

为了保护风力发电机组机电设备不受外部环境的影响，减少噪声排放，机舱与轮毂均采用罩体密封。罩体包括机舱罩和轮毂罩，机舱罩是由左下部机舱罩、右下部机舱罩、左机舱罩、右机舱罩、上部机舱罩、上背板、下背板七大主要部分通过螺栓联结组合而成的壳体。机舱罩设有紧急逃生孔，紧急情况下人员可以通过逃生孔从机舱外部逃离。机舱罩内壁分布着接地电缆，作为防雷击系统的一部分。

2.8.1.2　塔架

塔架是风力发电机组的主要支撑装置，它将发电机与地面连接，为水平轴叶轮提供需要的高度，是整个风力发电机组安全运行的基础。随着风力发电机组性能的提高，对作为支撑系统的风电塔架也提出了更高的设计要求，所以在此过程中也形成了多种型式的塔架。根据塔架型式不同，主要分为锥台型塔筒和格构式塔架两种。

1.锥台型塔筒

锥台型塔筒是目前大型风力发电机组市场中最典型的结构型式。从外观看，由底向上直径逐渐减少，整体呈圆台状，因此也称此类塔架为圆台式塔架，如图2-33所示。其主要优点是美观大方、构造简单、安全性能好、占地面积小、安装、维护方便等，但目前存在的主要缺点是整体材料的利用率低、运输中易受道路条件限制、经济性差等。(www.xing528.com)

图2-33　锥台型塔筒

图2-34　格构式塔架

2.格构式塔架

格构式塔架与输电塔架外观相似，如图2-34所示。在早期小型风力发电机组中大量使用，其主要优点是制造简单、耗材少、成本低、运输方便，但主要缺点是在施工过程中连接的零部件较多、现场施工周期长、占地面积大、通向塔顶的检修梯子不好安装等。在大型风力发电机组中逐渐被锥台型塔筒替代。不过当高度和刚度设计要求相同的情况下，格构式塔架比锥台型塔筒的材料利用率高，使其材料消耗减少约40%；同时，格构式塔架的构件尺寸小，可大幅降低运输成本。

塔架对大、中型风力机的影响不容忽视。塔架主要起着支撑机舱、发电机和叶轮的作用，并将载荷传递到基础上。塔架在法兰处用螺栓连接，塔架下端与基础环连接，塔架上端通过螺栓与偏航轴承连接；塔架侧的连接法兰分为内法兰式和外法兰式；塔架底部安装有主控制，变流柜，变压器（如有必要）或水冷柜；塔架内装有安全爬梯并一直通到塔架上平台。每段塔架上部都设有一个休息平台；塔架和机舱内都装有照明灯；所有的动力和信号电缆在塔架内布放。电缆固定在电缆夹板上，不会影响机舱的转动。发生扭缆时，风力发电机组能自动解缆。