【技術(shù)對(duì)標(biāo)】抗臺(tái)風(fēng)V174-9.5MW機(jī)型將“打遍”全球！

 

　　V174-9.5MW和V164-10.0MW機(jī)型面對(duì)的是不同的目標(biāo)市場(chǎng)，是同胞胎產(chǎn)品，它們適用性取決于特定的市場(chǎng)工況和數(shù)據(jù)諸如平均風(fēng)速，支撐方案和受最大容量限制的機(jī)位等。

 

　　V164-10.0MW和它的前期8.0MW和9.5MW產(chǎn)品是針對(duì)北海地區(qū)的IEC IB風(fēng)況和25年的壽命而優(yōu)化設(shè)計(jì)，首臺(tái)準(zhǔn)備于2021年安裝。

 

　　對(duì)應(yīng)的， V174是一款針對(duì)IEC IB風(fēng)況且適應(yīng)IEC T 抗臺(tái)風(fēng)要求的帶有自身設(shè)計(jì)特點(diǎn)的機(jī)型，其被制定在針對(duì)這樣極端風(fēng)況的DNV GL規(guī)范中。因此，該產(chǎn)品目標(biāo)是開拓新市場(chǎng)，同時(shí)是對(duì)生產(chǎn)全球化和工業(yè)化的綜合關(guān)注。與V164相比，風(fēng)輪掃風(fēng)面積增加了13%，就年平均風(fēng)速8.5-9.0m/s地區(qū)而言年發(fā)電量將增加7-8%。運(yùn)行于臺(tái)風(fēng)工況就等于機(jī)組必須能夠抵抗的極端風(fēng)速達(dá)57m/s，同時(shí)其滿足于在風(fēng)輪平面的水平和垂直方向上來流的風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生快速連續(xù)的變化要求。

 

　　與V164機(jī)型的葉片相比較，盡管兩者葉片薄殼體結(jié)構(gòu)中都考慮了碳纖維的應(yīng)用，但是V174機(jī)型葉片有纖細(xì)的翼型和明顯的預(yù)彎特征，焦點(diǎn)集中在最小化載荷和提高翼型空氣動(dòng)力學(xué)性能等方面。葉片開發(fā)工作歷經(jīng)十年，其工作表明即使V174葉片長度增加了5米，但是在重量上僅增加1噸達(dá)到35噸。

 

　　具有高負(fù)載能力的三個(gè)變槳軸承從一開始設(shè)計(jì)就籌劃，即便采用基于載荷的獨(dú)立變槳技術(shù)，變槳軸承尺寸也能足夠保證25年運(yùn)行設(shè)計(jì)壽命。在最初的7/8MW V164機(jī)型概念設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)未來的規(guī)劃MHI Vestas就精心選取了一個(gè)大的葉根直徑和長度比的參數(shù)，所以直到V174機(jī)型時(shí)葉根直徑仍可以保持不變，但變槳驅(qū)動(dòng)的液壓缸的缸徑卻相應(yīng)的增加。

 

　　機(jī)組升級(jí)是針對(duì)機(jī)艙內(nèi)部的鑄件進(jìn)行“填肉”、改變形狀、改變受力情況和/或者升級(jí)為更高等級(jí)鑄造水平來避免或者優(yōu)化這樣的“弱點(diǎn)”。

 

　　V174-9.5MW和V164-10.0MW機(jī)型共享傳動(dòng)鏈平臺(tái)，該傳動(dòng)鏈為已經(jīng)被證明的第三代中速、功率分流齒輪箱，在低速行星級(jí)帶有扭矩分流特征。兩個(gè)機(jī)型的齒箱輸入端額定扭矩相同，差別就是齒箱的傳動(dòng)比不同。該公司在V174機(jī)型設(shè)計(jì)時(shí)仍保留V164機(jī)型的90m/s的葉尖速度。對(duì)應(yīng)于葉尖速度90m/s而言，兩個(gè)機(jī)型對(duì)應(yīng)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速分別為9.9rpm和10.5rpm。

 

　　為了保證發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)多個(gè)小時(shí)滿功率和在高溫地區(qū)運(yùn)行，V174機(jī)型傳動(dòng)比由38.1增加到40.8。葉尖速度是一個(gè)機(jī)型設(shè)計(jì)的參數(shù)，有些人預(yù)測(cè)海上風(fēng)機(jī)而言將會(huì)從85-90m/s達(dá)到100-110m/s水平。更高的尖速比就意味著降低傳動(dòng)鏈扭矩載荷和成本。

 

　　可是，葉片保持同樣的寬度而增加葉尖速度，風(fēng)輪推力載荷就會(huì)相應(yīng)增加。為了抵消這種負(fù)面的影響，技術(shù)如果轉(zhuǎn)向選取帶有碳纖維的、非常細(xì)長的葉片，將能夠提供足夠的剛度和強(qiáng)度但是葉片成本會(huì)大幅度提高。變槳軸承載荷會(huì)增加，與更高葉尖速度相關(guān)聯(lián)的葉片腐蝕解決方案正在開發(fā)中仍需要市場(chǎng)來驗(yàn)證。

 

　　該樣機(jī)計(jì)劃于今年后期安裝于歐洲北部，且2020年年底完成全部的認(rèn)證。MHI Vestas已成為德國一個(gè)項(xiàng)目的優(yōu)先主機(jī)設(shè)備供應(yīng)商，計(jì)劃2022年和2023年發(fā)貨和安裝52臺(tái)V174-9.5MW機(jī)組。