风力发电机组-塔架

GB/T19072-200XI目次前言..................................................................................................................................................II1范围..................................................................................................................................................12规范性引用文件..............................................................................................................................13设计原则..........................................................................................................................................24设计条件..........................................................................................................................................25设计要求..........................................................................................................................................26材料要求..........................................................................................................................................57塔架制造..........................................................................................................................................68检验与检测....................................................................................................................................109表面防腐处理................................................................................................................................1110附件制作与安装..........................................................................................................................1111竣工资料及随机文件..................................................................................................................1212标志、包装、储存及运输..........................................................................................................12GB/T19072-200XII前言本标准是对GB/T19072-2003《风力发电机组塔架》的修订。本标准主要修订内容有：——扩大了标准的适用范围；——补充了设计要求；——对塔架主要材料的要求作出了具体规定；——工艺要求修订为塔架制造，增加了钢材下料要求，补充了焊接工艺要求，增加焊接后塔架的精度要求；——检验中增加了检验项目，并确定了检验方法；——增加了竣工资料和随机文件的内容；——补充了标志、包装、运输和储存的要求；从本标准实施之日起，同时代替GB/T19072-2003。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国风力机械标准化技术委员会归口。本标准起草单位：浙江运达风力发电工程有限公司、上海泰胜电力工程机械有限公司、国电机械设计研究院。本标准主要起草人：GB/T19072-200X1风力发电机组塔架1范围本标准规定了百千瓦级及以上风力发电机组塔架的载荷计算、设计要求、材料选用、制造工艺、表面防腐处理、检验检测、竣工资料及随机文件、标志、包装、运输及储存。本标准适用于百千瓦级及以上风力发电机组钢制管状塔架(以下简称塔架)的设计、制造和验收。2规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。DINEN50308Berichtigung1;VDE0127-100Berichtigung1：2008-11Windturbines–Protectivemeasures-Requirementsfordesign,operationandmaintenance;Germanversion；DIN4133SteelStacks,BeuthVerlag,Berlin,Germany,November1991ISO2394-1998Generalprinciplesonreliabilityforstructures；ISO12944油漆和清漆－钢结构防护涂料系统的防腐蚀保护GB700-2006碳素结构钢GB985－88气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB986－88埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB3098.1-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB3098.2-2000紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GB8923-88涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级(eqvISO8501-1：1988)GB18451.1-2001风力发电机组安全要求GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范GB/T470-2008锌锭GB/T709-2006热扎钢板和钢带的尺寸、外型、重量及允许偏差GB/T5117-1995碳钢焊条GB/T5118-1995低合金钢焊条GB/T5293-1985碳素钢埋弧焊用焊剂GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T12470-1990低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T1228-2006钢结构用高强度大六角螺栓GB/T1229-2006钢结构用高强度螺母GB/T1230-2006钢结构用高强度垫圈（neqISO7416：1984）GB/T1231-2006钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T1591-1994低合金高强度结构钢GB/T5782-2000六角头螺栓GB/T13306-1991标牌GB/T13912-2002金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定JB4709-2000钢制压力容器焊接规程JB/T10045.3-1999热切割气割质量和尺寸偏差JB/T4730-2005承压设备无损检验GB/T19072-200X2JGJ82-1991钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程3设计原则3.1塔架应在规定的外部条件、设计工况和载荷情况下稳定的支撑风轮和机舱（包括发电机和传动系统），以保证风力发电机组安全正常运行。3.2塔架应具有足够的强度，承受作用在风轮、机舱和塔架上的静载和动载荷，并且应进行疲劳分析，满足风机的设计寿命。3.3应通过计算分析或试验确定塔架（在整机状态下）的固有频率和阻尼特性，并对塔架进行风轮旋转引起的振动、风引起的顺风向振动和横风向振动进行计算分析，使其在规定的设计工况下满足稳定性和变形限制的要求。3.4应根据安全等级确定载荷局部安全系数和材料安全系数。3.5通过塔架设计、材料选择和防护措施减少其外部条件对塔架安全性和完整性的影响。4设计条件4.1应给出下列设计条件：a)来自机舱的载荷（包括风轮载荷）；b)塔架轴线与水平面的垂直度；c)作用于塔架的风载荷；d)使用寿命；e)环境条件等级和防腐处理；f)安全系数；g)工作温度；h)塔架高度：根据塔架制造成本和风力发电机组发电量综合考虑。4.2应给出塔架的下列数据：4.2.1塔架分段：分段应考虑以下因素：a)运输能力；b)生产条件和批量；c)为了提高顶法兰的平面度，可考虑顶法兰与短节筒节焊后进行二次机加工再与塔段组焊。4.2.2塔架顶部直径、顶部法兰上的螺栓分布和螺栓规格：根据机舱部分回转支承的尺寸确定。4.2.3塔架底部直径：综合考虑塔架的强度和经济性，以及运输条件等确定。4.2.4门的尺寸要求：在满足安装作业、维修人员及维护物件搬运要求下，尺寸宜小。门孔处必须足够补强，补强材质应不低于筒体材质性能。5设计要求应用合理的计算方法，全面符合各种工况的要求，计算结果应真实可靠。5.1设计载荷风力发电机组塔架设计载荷应按GB18451.1-2001中7.3～7.5确定，包括惯性力和重力、空气动力载荷、运行载荷和其他载荷。5.2设计计算方法本标准规定的计算及其方法是验收塔架结构的最低依据，所有计算应以设计条件为基础。应保证塔架能承受因运输和安装而引起的外加载荷。应考虑应力集中，比如门、法兰连接和管壁厚度变化处，应通过计算和测量校核极限载荷下的应力。塔架内爬梯、平台的重要接点应进行极限负荷计算，并给出梯、栏、平台的负荷容量。GB/T19072-200X35.2.1塔架的强度计算作用在塔架上的载荷包括静载和动载两部分，所以在进行塔架的强度计算时，既要进行静强度计算，还要进行动强度分析和疲劳分析。5.2.1.1塔架的极限强度分析塔架极限强度分析应符合GB18451.1-2001中7.6.2的规定。5.2.1.2塔架的动强度分析a)风力发电机系统的固有频率nf,0和激振频率Rf、mf,R之间确保有适当的间隔，可根据下述公式：1.0595.095.0,0,,0,1,0nmRnmRRffffff或式中：Rf——正常运行范围内风轮的最大旋转频率；1,0f——塔架的第一阶固有频率；mf,R——m个风轮叶片的通过频率；nf,0——塔架的第n阶固有频率。要确定的固有频率的阶数n应选择的足够大，以便计算的最高固有频率比叶片的通过频率至少高出20%。b)对于塔架的频率，应考虑基础的影响。c)在计算固有频率时为了考虑不确定性因素的影响，频率应有±5%的浮动。d)设计时还应对由阵风引起的沿风向的振动和湍流引起的横向振动加以考虑。5.2.2塔架的疲劳损伤分析塔架的疲劳损伤分析可按GB18451.1-2001中7.6.3的规定。塔架焊缝疲劳分析包括以下方面：a)塔架环焊缝的疲劳计算；b)塔架门与塔壁连接位置上焊缝的疲劳计算；c)塔架顶部法兰位置上焊缝的疲劳计算。5.2.3塔架的涡激振动分析塔架的涡激振动是塔架安装时，风吹过塔架产生漩涡引起的振动，可能对塔架有损伤，所以需要进行计算分析。涡激振动载荷计算可以根据DIN4133标准。5.3法兰与螺栓的强度分析5.3.1法兰联接螺