近日，科技部高新司派員實(shí)地考察了位于德國不萊梅港的海上風(fēng)電機(jī)組研發(fā)示范基地。不萊梅港是德國北海沿線最大的港口城市，近年來已發(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可再生能源研發(fā)示范基地。世界頂級風(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)場已安裝12臺不同類型的5MW海上風(fēng)機(jī)，進(jìn)行對比研究。為鼓勵(lì)海上風(fēng)電發(fā)展，德國制定了較優(yōu)惠的風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)(15歐分/度)，該試驗(yàn)風(fēng)電場已于今年初并網(wǎng)發(fā)電。目前，德國可以生產(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,大型屋頂風(fēng)機(jī)，采用復(fù)合材料加鋁合金的兩節(jié)葉片結(jié)構(gòu)，葉片長約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)未來發(fā)展方向。世界各國紛紛啟動(dòng)了海上風(fēng)電示范及推廣計(jì)劃，我國也已開始規(guī)劃千萬千瓦級海上風(fēng)電場建設(shè)。目前，我國華銳、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)組將成為未來風(fēng)機(jī)發(fā)展的重要趨勢。

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的措施，見圖1。在圖1中，D是葉輪葉片出口直徑，D1為葉輪輪盤外徑，中盤的外徑和葉輪輪盤外徑相同，中盤內(nèi)徑用d表示。

 

　　中盤的形狀是一個(gè)圓錐筒,工廠通風(fēng)，這個(gè)圓錐筒的展開是比較容易的，如圖2所示，r、R分別為中盤展開后的扇形內(nèi)外半徑，φ是展開圖的圓心角（φ=D1/R×180°），下面只討論如何在中盤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交線在中盤展開圖中的位置 　　

　　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圖上的位置Ａ′Ｃ′，確定一個(gè)葉片Ａ′Ｃ′位置之后，在中盤展開圖上圓周均布其余葉片位置，見圖4。

3 　確定中盤展開圖中葉片槽寬度

　　確定中盤展開圖中葉片槽寬度,負(fù)壓風(fēng)機(jī)，即確定圖4中e、f、g、h點(diǎn)的位置。由圖4可知，直線 CO逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ角，得e點(diǎn)，直線do逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ角，得k點(diǎn)，直線do逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)φ角得f點(diǎn)，過f點(diǎn)作直線ek的垂線，垂線長fg=葉片厚度+a（a一般可取1～2mm，避免因中盤的厚度與葉片干涉），作直線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，在中盤展開圖上圓周均布其余葉片的相應(yīng)各點(diǎn)，最終得到如圖4的中盤展開圖。

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。本文中推導(dǎo)的在中盤展開圖中確定葉片槽位置和寬度的方法是一種中盤展開的有效的方法。

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