風力發(fā)電機組設計、制造及風電場設計、施工

前言

主要符號

第一章緒論1

第一節(jié)風能利用的歷史及發(fā)展1

第二節(jié)風力發(fā)電的意義和風電的未來2

第三節(jié)風電及風力發(fā)電機組尚存在的一些有待解決的問題4

第二章風力發(fā)電機組及其應用6

第一節(jié)現(xiàn)代風力發(fā)電機組6

第二節(jié)風力發(fā)電機組的應用17

第三章風力發(fā)電機機理21

第一節(jié)風力機的理論21

第二節(jié)葉片形式與葉片方面概念24

第三節(jié)葉片翼型29

第四節(jié)葉片的空氣動力學37

第五節(jié)風力發(fā)電機的效率及與效率相關的參數(shù)40

第四章風力發(fā)電機組的分類及結構44

第一節(jié)風力發(fā)電機組的分類44

第二節(jié)微、小型風力發(fā)電機組結構47

第三節(jié)國內外中、大型水平軸傳統(tǒng)式風力發(fā)電機組結構49

第四節(jié)水平軸直驅式和混合式風力發(fā)電機組結構59

第五節(jié)垂直軸風力發(fā)電機組結構62

第六節(jié)風力發(fā)電機組的防雷、計算機控制、塔架基礎和并網(wǎng)63

第五章風力發(fā)電機組設計程序及主要參數(shù)68

第一節(jié)風力發(fā)電機組的設計程序68

第二節(jié)風力發(fā)電機組設計用到的參數(shù)71

第六章風力發(fā)電機組的總體設計和結構布局76

第一節(jié)風力發(fā)電機組的綜合性能和技術參數(shù)的設計、計算76

第二節(jié)離網(wǎng)微、小型風力發(fā)電機組的總體結構布局80

第三節(jié)傳統(tǒng)式和混合式并網(wǎng)風力發(fā)電機組的總體結構布局84

第四節(jié)直驅式水平軸并網(wǎng)風力發(fā)電機組的總體結構布局86

第五節(jié)用“價值工程”設計實現(xiàn)用調向系統(tǒng)達到調向和調速兩個功能88

第七章風力發(fā)電機組葉片設計、制造和受力分析及強度計算92

第一節(jié)關于風力發(fā)電機組葉片的概念或術語92

第二節(jié)風力發(fā)電機組葉片設計的總體要求93

第三節(jié)風力發(fā)電機組葉片參數(shù)和尺寸的計算、確定96

第四節(jié)垂直軸達里厄風力發(fā)電機組葉片參數(shù)102

第五節(jié)水平軸風力發(fā)電機組葉片結構、材料和制造104

第六節(jié)風力發(fā)電機組葉片受力109

第七節(jié)風力發(fā)電機組葉片的強度、剛度113

第八節(jié)葉片尺寸設計舉例122

第八章風力發(fā)電機組風輪軸、增速器及聯(lián)軸器的設計、制造及選擇127

第一節(jié)離網(wǎng)直驅式風力發(fā)電機組風輪軸的受力分析及危險軸徑的確定127

第二節(jié)離網(wǎng)直驅式風力發(fā)電機組風輪軸的材料、制造和強度校核130

第三節(jié)并網(wǎng)直驅式風力發(fā)電機組風輪軸的結構、材料及制造133

第四節(jié)并網(wǎng)直驅式風力發(fā)電機組風輪軸的強度校核138

第五節(jié)傳統(tǒng)式并網(wǎng)風力發(fā)電機組風輪軸的材料與制造及受力分析140

第六節(jié)傳統(tǒng)式并網(wǎng)風力發(fā)電機組風輪軸最危險軸徑的確定和強度校核 143

第七節(jié)傳統(tǒng)式并網(wǎng)風力發(fā)電機組的增速器和軸承的選擇146

第八節(jié)傳統(tǒng)式和混合式并網(wǎng)風力發(fā)電機組聯(lián)軸器的選擇150

第九章風力發(fā)電機組輪轂和機艙底座梁的設計156

第一節(jié)風力發(fā)電機組輪轂的形式、材料和制造156

第二節(jié)輪轂的受力分析和強度校核158

第三節(jié)機艙底座梁的設計161

第十章風力發(fā)電機組用發(fā)電機的設計168

第一節(jié)感應異步發(fā)電機與并網(wǎng)168

第二節(jié)風力發(fā)電機組用永磁發(fā)電機結構及并網(wǎng)171

第三節(jié)風力發(fā)電機組用永磁發(fā)電機設計給定數(shù)據(jù)和參數(shù)計算174

第四節(jié)永磁發(fā)電機主要尺寸的確定176

第五節(jié)永磁發(fā)電機的氣隙磁密、線負荷和利用系數(shù)及發(fā)熱系數(shù)180

第六節(jié)永磁發(fā)電機的功率183

第七節(jié)永磁發(fā)電機的效率185

第八節(jié)永磁發(fā)電機轉子的平衡189

第九節(jié)永磁發(fā)電機設計舉例191

第十一章風力發(fā)電機組調速、調向和制動機構設計202

第一節(jié)離網(wǎng)風力發(fā)電機組調向、調速機構的設計202

第二節(jié)傳統(tǒng)式水平軸葉尖擾流調速、調向和制動210

第三節(jié)變槳距水平軸風力發(fā)電機組的調速、調向和制動213

第四節(jié)風力發(fā)電機組的調向力矩、制動力矩和主制動力矩215

第五節(jié)調向齒輪的接觸強度與彎曲強度219

第十二章風力發(fā)電機組塔架和塔架基礎的設計及制造224

第一節(jié)塔架的結構形式和受力分析224

第二節(jié)塔架的強度和剛度的校核228

第三節(jié)塔架塔筒壁厚的初估與塔架的制造233

第四節(jié)塔架的振動、防雷擊及防腐處理235

第五節(jié)風力發(fā)電機組塔架基礎的重要性236

第六節(jié)塔架基礎的傾覆力矩及平衡238

第七節(jié)塔架與基礎的連接及基礎配筋的估算243

第十三章提高風力發(fā)電機組經(jīng)濟效益的途徑247

第一節(jié)風力發(fā)電機組的功率及效率對風力發(fā)電機組經(jīng)濟效益的影響247

第二節(jié)提高風力發(fā)電機組的利用率是提高其經(jīng)濟效益的有效途徑252

第三節(jié)風力發(fā)電機組運行的安全性、可靠性和使用壽命對其創(chuàng)造經(jīng)濟效益的影響256

第十四章水平軸并網(wǎng)風力發(fā)電機組未來發(fā)展趨勢257

第一節(jié)現(xiàn)代國內外水平軸并網(wǎng)風力發(fā)電機組的結構及特點257

第二節(jié)傳統(tǒng)式、混合式和直驅式水平軸并網(wǎng)風力發(fā)電機組的比較258

第三節(jié)風力發(fā)電機組未來發(fā)展趨勢260

第十五章中國的風能資源及風能評估263

第一節(jié)中國陸地型和海洋型風能資源區(qū)的大體分布263

第二節(jié)地理、自然條件對風能利用的影響267

第三節(jié)年平均風速、風功率密度和風能利用區(qū)的劃分268

第四節(jié)風能評估及風速估算271

第五節(jié)風的實測與實測風場的風能評估276

第六節(jié)風能資源評估279

第十六章風電場的設計及風力發(fā)電機組的安裝和調試282

第一節(jié)風電場的設計程序282

第二節(jié)風電場風能資源的調查和風電場的選址283

第三節(jié)風電場建設項目的“項目建議書”284

第四節(jié)建設風電場項目的可行性研究286

第五節(jié)風電場的設計290

第六節(jié)風力發(fā)電機組的安裝和調試293

附錄300

附錄A葉片翼型目錄300

附錄B中國及IEC（國際電工委員會）標準目錄301

附錄C釹鐵硼永磁體性能302

附錄D漆包圓銅線與厚絕緣聚酯漆包扁銅線常用數(shù)據(jù)表304

附錄E電工用熱軋硅鋼薄板強磁場條件下磁感應強度及最大鐵損（GB/T 5212—1985）306

附錄F冷軋取向和無取向電工鋼帶（片）307

附錄G部分導磁材料的磁化曲線及鐵損曲線表310

附錄H國產可用于制造風力發(fā)電機組塔架的鋼板316

附錄I可以做風力發(fā)電機組輪轂的球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵319

附錄JJB/T 10300—2001的附錄D簡化設計載荷319

參考文獻3262100433B

本書給出了傳統(tǒng)式、混合式和直驅式風力發(fā)電機組的結構，各部件的材料、制造及其強度、剛度的校核，也給出了風力發(fā)電的機理?？偨Y國內外風力發(fā)電機組的結構特點，提出并實踐了利用“價值工程”對風力發(fā)電機組獨立的調速、調向功能的合并，利用調向系統(tǒng)實現(xiàn)調速和調向。同時，也創(chuàng)造性地提出了風力發(fā)電機組效率提高的途徑以及額定風速的確定對風力發(fā)電機組經(jīng)濟效益的影響。

本書 是依據(jù)中國風力發(fā)電標準、規(guī)程與規(guī)范，并緊密結合風電場建設的實際情況而編寫，能夠滿足技術人員對大型風電場規(guī)劃設計與施工知識的需求。

本書內容共八章，主要包括風與風能資源、風電場場址選擇、風電場機組選型、風電場電氣設計、風電場消防設計、項目投資概算及財務分析、風電場工程施工、風電場勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生。

海上風力發(fā)電機組設計標準，亦稱“海上風力發(fā)電機組設計要求”。海上風力發(fā)電機組設計的規(guī)范、要求。包括國際標準和國家標準。中國采用國際電工委員會制定的《海上風力發(fā)電機組設計標準》。主要包括海上風力發(fā)電機組的外部條件、結構設計、控制和保護系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、基礎設計、海上風電場址外部條件評估、風電機組組裝和安裝、風電機組調試、運行和維護等要求。

前言

第1章風電場內的前期基礎工程

1．1風電場道路及場平工程施工方案

1．1．1道路施工方案設計

1．1．2施工方法及程序

1．1．3質量保證措施

1．2土石方開挖與填筑工程

1．2．1土石方開挖工程

1．2．2土石方填筑工程

1．3混凝土工程

1．3．1混凝土澆筑施工方法及程序

1．3．2大體積混凝土及夏季高溫施工方案

1．3．3混凝土施工質量保證措施

第2章 陸上風電場風力發(fā)電機組基礎施工技術

2．1灌注樁基礎施工

2．1．1概述

2．1．2泥漿護壁鉆孔灌注樁

2．1．3其他灌注樁

2．2打入樁基礎施工

2．2．1概述

2．2．2先張法預應力混凝土管樁(PHC管樁)施工

2．2．3鋼管樁施工

2．3板筏基礎施丁

2．3．1概述

2．3．2板筏基礎施工

2．4新型基礎施工

……

第3章潮間帶風力發(fā)電機組基礎施工技術

第4章風力發(fā)電機組的安裝

第5章風電場的電氣技術

第6章集電線路及光纜線路施工技術

第7章箱式變電站基礎施工技術

第8章風電場內升壓站土建施工技術

第9章風力發(fā)電機組存放、保管與維護保養(yǎng)

第10章風電場的施工管理

附錄安全手冊

參考文獻 2100433B