2011年第11期（总第167期）
应用能源技术
垂直轴风机风力发电的设计方案研究
张慧芳”，马宏文，韩冬"，马晋雄，沈志恒
（1.海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451； 2.中海油能源发展油田建设渤海工程分公司，天津300451）
摘要：通过对2MW垂直轴风机风力发电的特点进行分析，确定了上部支撑机构是垂直轴风机的核心机构，并对上部支撑机构进行了整体方案设计，提出了一套适用于2MW垂直轴风机的上部支撑机构，同时，对垂直轴风机的轴承选型、机械密封以及风机的稳定性也进行了设计研究。项目设计在国内达到了技术领先。也为国家垂直轴风机风力发电的发展提供了可靠的理论依据。
关键词：垂直轴风机；风力发电；设计方案；上部支律机构
中图分类号：TK89
文献标志码：A文章编号：1009-3230(2011)11-0029-04
TheDesignSchemeStudyofVerticalAxisTurbine
WindPowerGeneration
ZHANG Hui-fang",MA Hong-wen’,HAN Dong',MA Jin-xiong',SHEN Zhi-heng(1.Offshore Oil Engineering Co.Ltd.,Tianjin 300451,China; 2.Bohai Engineering Division Oilfield Construction Engineering Co. ; Energy Technology & Services of
CNOOC；Tianjin300451，China）
Abstract: By analyzing characteristics of 2MW vertical axis turbine of wind power generation, and support structure of vertical axis turbine is confirmed for key parts. Whole project design of support structure is made, and a new support structure suited for 2MW vertical axis turbine is proposed. Meanwhile, Mechanical seal, selection of vertical axis turbine and turbine operation's stability is designed study. This design is one of leading technology of China. It could offer reliable theoretic support for development of vertical axis turbine of wind power generation.
Key words: Vertical axis turbine; Wind power generation; Design scheme study; Upper supporting mechanism
引言 0
随着能源问题和环境问题的日益突出，作为一种清洁的可再生能源，风力发电越来越受到人们的关注1-2]。在国家对风力发电研究开发的大力支持下，越来越多的企业将发展方向放在了风力发电上，尤其是海洋风力发电领域越来越受到重视[3-4]。风机是风力发电的主要设备。其结构形式按照风轮旋转轴在空间的方向，可以分为水平轴风机和垂直轴风机两大类。水平轴风机的风
收稿日期：20110911
修订日期：2011-1010
作者简介：张慧芳（1964－），女，大学本科，高级工程师，主
任工程师，款职于海洋石油工程股份有限公司。
万方数据
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轮围绕一个水平轴旋转，工作时风轮的旋转平面与风向垂直，风轮上的叶片径向安置，与转轴垂直。水平轴风机具有扫风面积大，风能利用率高的优点。而垂直轴风机的风轮围绕一个铅直轴旋转，其结构简单，便于维修，气动噪音小。同时，垂直轴风机在风能利用效率和制造成本方面较水平轴风机具有巨大的优势和潜力，在成本上也比传统水平轴风机有40%的下降空间。有利于弥补当前国家风能产业中存在的核心技术缺失、设计能力落后的局面。2MW垂直轴风机是目前国内研究的最大的垂直轴风机，其技术核心在于上部支撑结构和下部轴承。2MW垂直轴风机上部支撑机构设计包括主轴承的载荷计算、选型、工艺要