風(fēng)電場實習(xí)報告
成績理學(xué)院
實習(xí)報告
實習(xí)名稱畢業(yè)實習(xí)專業(yè)應(yīng)用物理學(xué)班級學(xué)生姓名學(xué)號實習(xí)地點指導(dǎo)教師
實習(xí)起止時間:201*年2月20日至201*年3月11日
一、實習(xí)目的這次實習(xí)使我們畢業(yè)前的一次綜合實習(xí),本次實習(xí)主要為了拓展我們的知識面,擴(kuò)大與社會的接觸,增加我們在社會競爭中的經(jīng)驗,鍛煉和提高我們的能力,以便在畢業(yè)后能真正走入社會,并且能在生活和工作中和好的處理各方面的問題,進(jìn)一步運用所學(xué)知識分析和解決實際專業(yè)問題,提高實際工作能力,為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。二、實習(xí)方式實習(xí)期間,在電廠工作人員的帶領(lǐng)下,通過參觀學(xué)習(xí)風(fēng)機(jī)現(xiàn)場、中控室、變電站,采取實習(xí)指導(dǎo)老師講解,工程人員指引等方式,完成實習(xí)內(nèi)容。三、實習(xí)內(nèi)容此次風(fēng)力發(fā)電股份有限公司的實習(xí)大致分為安全、機(jī)械、電控系統(tǒng)、現(xiàn)場組織等部分。紅松以這幾部分為講授主體,承上啟下、循序漸進(jìn)、推陳出新地對風(fēng)力發(fā)電的有關(guān)知識做了很詳盡的講解,通過他們的講解我收獲良多。首先是安全,在其中我鞏固了高空作業(yè)安全事項、風(fēng)速數(shù)值對風(fēng)電生產(chǎn)的諸多要求、應(yīng)對突發(fā)事件的處理方法等很多安全常識。機(jī)械部分的學(xué)習(xí)包括葉片、塔筒、變槳系統(tǒng)、齒輪箱、聯(lián)軸器制動器及偏航系統(tǒng)。我剛走入工作,學(xué)到的知識還很淺薄,尤其對風(fēng)力發(fā)電的機(jī)械部分知之甚淺,通過認(rèn)真學(xué)習(xí)、邊培訓(xùn)邊鉆研,我基本熟悉了風(fēng)機(jī)的機(jī)械構(gòu)造及原理,對風(fēng)機(jī)有了一個全面的了解。比如:葉片的制作過程;聯(lián)軸器和制動器的具體功能;順槳接近模塊和變槳限位模塊的名詞解釋等。變槳系統(tǒng)由輪轂(鑄鋼件)、楔形盤、變槳軸承、變槳電機(jī)、變槳控制柜、各種限位開關(guān)、撞塊等組成,作用是:1、當(dāng)風(fēng)速小于目標(biāo)風(fēng)速時,通過調(diào)整葉片角度,來得到最佳的發(fā)電功率;2、當(dāng)風(fēng)速大于目標(biāo)風(fēng)速時,變槳系統(tǒng)調(diào)節(jié)葉片角度,控制風(fēng)機(jī)的速度和功率維持在一個最優(yōu)的水平;3、當(dāng)安全鏈斷開的時候,把葉片轉(zhuǎn)到順槳位置(安全運行),把風(fēng)輪當(dāng)成一個空氣動力學(xué)的剎車來使用;4、利用風(fēng)和葉輪的相互作用,減小擺動從而將機(jī)械負(fù)載最小化。偏航系統(tǒng)的組成包括:偏航大齒圈、側(cè)面軸承、滑墊保持裝置、上下及側(cè)面滑動襯墊、偏航驅(qū)動裝置、圓彈簧即調(diào)整螺栓、偏航限位開關(guān)、接近開關(guān)、風(fēng)速風(fēng)向儀等。偏航系統(tǒng)的功能就是捕捉風(fēng)向,控制機(jī)艙平穩(wěn)、精確、可靠的對風(fēng)。其次是電控系統(tǒng)的學(xué)習(xí),我認(rèn)為它也是本次實習(xí)的重中之重。對于我們風(fēng)力發(fā)電的運行維護(hù)人員,掌握好本風(fēng)場風(fēng)機(jī)的電控系統(tǒng),并能熟練應(yīng)用于實際工作
中是至關(guān)重要的。風(fēng)機(jī)的控制面板不需要額外的操作軟件,簡單、實用、可靠,通過該控制面板可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)的啟動、停止;變槳的啟動、停止;剎車的啟動、停止;變頻器、偏航、油冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等的相關(guān)操作,同時可以查看風(fēng)機(jī)所處的狀態(tài)、即時的故障、各個設(shè)備的即時參數(shù)、各個設(shè)備所處的狀態(tài)、信息的記錄等相關(guān)的參數(shù)信息。我很好的掌握了控制面板包括以下六個指示燈按鈕的操作方法,為以后的運行維護(hù)工作奠定了扎實的基礎(chǔ)。變頻器系統(tǒng)也是極其重要的電控系統(tǒng)之一,包括電網(wǎng)側(cè)功率變頻器和機(jī)側(cè)功率變頻器。發(fā)電機(jī)側(cè)變頻器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連。硬件上,發(fā)電機(jī)用變頻器為IGBT整流變頻器,SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制)技術(shù);軟件上,發(fā)電機(jī)側(cè)變頻器采用矢量控制,接受來自發(fā)電機(jī)的速度反饋并進(jìn)行解藕。網(wǎng)側(cè)變頻器與電網(wǎng)連接,具備控制DC母線、預(yù)充電、線路濾波同步處理、電網(wǎng)監(jiān)視等基本功能。再次是對現(xiàn)場組織的比較全面的介紹,根據(jù)風(fēng)電場項目的執(zhí)行順序華銳先后講解了微觀選址、資料提供、基礎(chǔ)施工、道路施工、現(xiàn)場吊裝、調(diào)試與試運行。從風(fēng)電場項目最開始籌劃,到項目第一臺機(jī)組的帶電調(diào)試,再到風(fēng)場所有機(jī)組的正式投入運行,是一個比較漫長的過程,一般需要兩到三年的時間,在此期間業(yè)主、設(shè)計院、風(fēng)機(jī)制造廠家等所要進(jìn)行的工作繁多且復(fù)雜,其中蘊涵著很多現(xiàn)場組織的知識,是一項艱巨、漫長、技術(shù)含量高的任務(wù)。通過他們的講解,我基本了解了現(xiàn)場組織的相關(guān)操作,也熟悉了操作中應(yīng)當(dāng)注意的相關(guān)事項。例如:基礎(chǔ)環(huán)焊縫、塔筒焊縫的焊接方法;施工道路的要求;吊裝的實施辦法;試運行的條件等等。四、實習(xí)工作計劃及安排學(xué)習(xí)金風(fēng)兆瓦級風(fēng)機(jī)資料及運行維護(hù)手冊,學(xué)習(xí)風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)電路圖紙,現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理,參觀學(xué)習(xí)中控室工作流程,參觀學(xué)習(xí)變電站工作流程及原理。五、實習(xí)要求及注意事項安規(guī):為了切實保護(hù)職工在生產(chǎn)過程中的安全和健康,保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,工作人員需具備以下條件。具備必要的電氣知識,熟悉風(fēng)電安全工作規(guī)定,掌握觸電急救。1、保證安全的組織措施:工作票制度、工作許可制度、工作監(jiān)護(hù)知道、工作間斷、轉(zhuǎn)移和終止制度。2、保證安全技術(shù)措施:停電、驗電、裝設(shè)接地線、懸掛標(biāo)識牌。3、工作票簽發(fā)人的責(zé)任:工作的必要性、工作是否安全、工作票所填的安全措施是否完備。4、不停電工作:工作本身不需要停電和沒有偶然觸及導(dǎo)電部分的危險,許可再帶點設(shè)備外殼上或?qū)щ姴糠稚线M(jìn)行
工作。5、緊急救護(hù)的基本原則:在現(xiàn)場采取積極措施救護(hù)傷員生命,減輕傷情,減少痛苦,并根據(jù)傷情需要,迅速聯(lián)系醫(yī)療部門救治。6、搶救過程中的再判定:按壓吹氣一分鐘后,應(yīng)用看、聽、試方法在5-7秒內(nèi)完成對傷員呼吸和心跳是否恢復(fù)的再判定。7、創(chuàng)傷急救的基本原則:先搶救,后固定,再搬運,并注意采取措施,防止傷情加重。8、進(jìn)行工作時,必須佩戴安全帽,防護(hù)服、絕緣手套和安全防護(hù)鞋。六、實習(xí)管理及考核辦法日常行為:主要從出勤,公司制度及規(guī)范的遵守兩個方面來考核。工作能力:主要從學(xué)習(xí)能力,工作效率,工作質(zhì)量三方面考核。工作態(tài)度:主要從積極性,責(zé)任心,團(tuán)隊協(xié)作三方面來考核。通過考核,讓實習(xí)生認(rèn)識自己的不足之處,明確以后的工作目標(biāo)及前進(jìn)方向。指導(dǎo)教師簽字:年月日
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大風(fēng)壩風(fēng)電廠實習(xí)報告
摘要:大風(fēng)壩風(fēng)電場是華能集團(tuán)在云南開發(fā)的首個風(fēng)力發(fā)電項目,對云南省發(fā)展風(fēng)力發(fā)電具有示范作用。暑假期間我們在該廠進(jìn)行了為期一個月的生產(chǎn)實習(xí),主要以掌握本專業(yè)有關(guān)的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)設(shè)備、性能、配置及其工作原理,生產(chǎn)中各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的分析與計算,生產(chǎn)的組織與管理為主要目的。生產(chǎn)實習(xí)期間,通過工人師傅的悉心教導(dǎo),我們了解了風(fēng)電廠的發(fā)電原理以及發(fā)電機(jī)組的組成、運行、維修等相關(guān)知識,對角度控制系統(tǒng)、被動控制系統(tǒng)、主動控制系統(tǒng)等控制系統(tǒng)進(jìn)行了一定了解和學(xué)習(xí),通過有關(guān)理論知識與工程實際緊密結(jié)合對本專業(yè)及電力系統(tǒng)專業(yè)有了深刻的了解和認(rèn)識。一、前言:
在進(jìn)入大四前的暑假期間,學(xué)校要求我們進(jìn)行了為期一個月的生產(chǎn)實習(xí)。其目的在于要求我們通過實習(xí),能將課堂所學(xué)的有關(guān)理論知識與工程實際緊密結(jié)合,加深對本專業(yè)的感性認(rèn)識;通過實習(xí)使我們家很對專業(yè)領(lǐng)域知識的認(rèn)識,使我們掌握本專業(yè)有關(guān)的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)設(shè)備、性能、配置及其工作原理,生產(chǎn)中各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的分析與計算,生產(chǎn)的組織與管理;另一個不可忽視的作用則是使我們通過生產(chǎn)實習(xí),獲得參加社會實踐的機(jī)會,自覺的認(rèn)識和了解社會,彌補國情認(rèn)識不足和社會經(jīng)歷方面的不足。于是,通過實習(xí)小組負(fù)責(zé)人劉瑞云同學(xué)的努力,為我們聯(lián)系到了位于大理賓川的大風(fēng)壩風(fēng)電廠。
大風(fēng)壩風(fēng)電場位于云南省大理市以南近12公里的山脊上,海拔
1高程2,400-2,800米,由華能港燈大理風(fēng)力發(fā)電有限公司投資4.7億元建設(shè),安裝了64臺750千瓦風(fēng)電機(jī)組共4.8萬千瓦,設(shè)計年發(fā)電量8,262萬千瓦時,于201*年10月12日正式開工。風(fēng)電場投產(chǎn)后,每年可為國家節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.7萬噸,減少碳排放量8.9萬噸。
大風(fēng)壩風(fēng)電場是華能集團(tuán)在云南開發(fā)的首個風(fēng)力發(fā)電項目,對云南省發(fā)展風(fēng)力發(fā)電具有示范作用。該風(fēng)電場的投產(chǎn)發(fā)電標(biāo)志著華能集團(tuán)在云南開發(fā)新能源取得重大階段性成果,為“七彩云南”環(huán)境保護(hù)行動計劃增添了亮色,對實施國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略和加快發(fā)展清潔可再生能源具有重大意義。二、對風(fēng)力發(fā)電廠的總體認(rèn)識
由于是第一次真正意義的走出校門,走進(jìn)生產(chǎn)實習(xí)單位,我們實習(xí)小組的各個成員都非常興奮,全都迫不及待地想要進(jìn)早地投入到此次生產(chǎn)實習(xí)中。
我們于六月二十八日早上來到了位于大理賓川的華能集團(tuán),與為我們安排此次實習(xí)的孫工程師取得了聯(lián)系。當(dāng)天上午,孫工為我們簡單介紹了一下風(fēng)電廠的基本情況和發(fā)電的基本原理,然后就開始對我們進(jìn)行安全培訓(xùn)和考核。在考核結(jié)束后我們便乘車前往大風(fēng)壩風(fēng)力發(fā)電廠,由于風(fēng)力發(fā)電對地理位置的要求比較特殊,大多都建在海拔較高的山脊上,大風(fēng)壩風(fēng)電廠也不例外。雖然地處偏僻,可沿途的風(fēng)景倒是一片大好。巨人般的風(fēng)機(jī)高高的屹立在山脊上,巨大的漿葉不停地轉(zhuǎn)著,在這山巒起伏的映襯之下也頗有幾分別樣的風(fēng)采。這一路的風(fēng)景和師傅的講述讓我們更加期待即將開始的實習(xí)生活。
山路十八彎終于來到了發(fā)電廠,發(fā)電廠是個不大的地方,雖然不大,卻很干凈。電廠四面環(huán)山,遠(yuǎn)處的洱海盡收眼底,風(fēng)景很好。發(fā)電廠主要由變電站、集控室、公司辦公室、員工食堂、員工宿舍、保安室和一塊籃球場組成。別看廠不大,卻控制著山脊上64臺風(fēng)機(jī)的正常運行。這次風(fēng)電廠實習(xí)涉及到了電廠的方方面面,當(dāng)然也不會錯過職工的住宿和薪資方面的問題。據(jù)孫工介紹,風(fēng)電廠離城里較遠(yuǎn),上下山雖然有車接送,但總體來說不太方便,最多只能下山買一些日常用品,員工基本都呆在山上的員工宿舍,過著基本與世隔絕的日子。關(guān)于薪資方面的問題,我們沒顧面子,問了一些,但幾位師傅都沒有正面回答,但我想待遇肯定不差。由于風(fēng)電屬于國家補貼企業(yè),地段又很偏僻,補貼應(yīng)該不低。當(dāng)代中國正大規(guī)?焖俚叵蚯鞍l(fā)展著,電力就是其中最根本的基礎(chǔ)保障,作為電力的源泉,電廠肯定是扮演著老大的角色。雖然風(fēng)力發(fā)電在整個電力行業(yè)里還暫時不算是領(lǐng)頭羊,但隨著高品質(zhì)和低碳生活時代的來臨,風(fēng)力發(fā)電及其其它新能源發(fā)電將慢慢占據(jù)較大份額的電力市場。
總之,風(fēng)力發(fā)電廠給人的印象就是太小、太偏僻、太安靜。雖然條件艱苦,但對一個人的磨練是很有幫助的,特別是剛出校門的大學(xué)生,我相信能在這么一個清苦的環(huán)境中學(xué)到很多書本上無法學(xué)到的知識,而且工資待遇還不錯,對國家的貢獻(xiàn)無人能替,還有著巨大的發(fā)展。
三、風(fēng)力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程
無論是風(fēng)力發(fā)電、火力發(fā)電、水力發(fā)電。其發(fā)電原理都是一樣的,
唯一的不同只是作用在發(fā)電機(jī)上的動力源不同;鹆Πl(fā)電廠是依靠化石燃料軟換成熱能,這個過程在蒸汽鍋爐或燃?xì)鈾C(jī)的燃燒室內(nèi)完成;而后熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。而水力發(fā)電即是利用水的勢能推動水輪機(jī),再由水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動,發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)則是利用風(fēng)能作用在漿葉上,漿葉轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動,從而完成風(fēng)能和電能的轉(zhuǎn)換。這樣的發(fā)電方式無任何副產(chǎn)物殘留,環(huán)保低碳,但卻對自然條件的要求較為嚴(yán)格。
大風(fēng)壩風(fēng)電廠共有64臺750KW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,屬于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。在機(jī)組成功克服了高海拔風(fēng)電場空氣密度低、高潮濕、多雷暴、易凝露、強(qiáng)紫外線等一系列不利因素,保持了長時間無故障地穩(wěn)定運行,機(jī)組可利用率在99.5%以上。風(fēng)機(jī)漿葉在受到風(fēng)力推動后,帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動,然后發(fā)電機(jī)發(fā)出690V電壓,經(jīng)過風(fēng)機(jī)下的變壓裝置進(jìn)行一次升壓到35KV,然后進(jìn)過場內(nèi)變電站進(jìn)行二次升壓到110KV,然后對時切入電網(wǎng)。
四、風(fēng)電廠的主要設(shè)備及其簡介
大風(fēng)壩風(fēng)電廠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于大型水平軸風(fēng)力渦輪機(jī),其組件簡介如下:
1、大型水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)組件
2、轉(zhuǎn)子葉片捕獲風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動能3、轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)移到發(fā)電機(jī)內(nèi)4、發(fā)動機(jī)箱一個箱子,其中包含:
5、變速箱用于增加轉(zhuǎn)子中心和發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸速度6、發(fā)電機(jī)利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動能,通過電磁性發(fā)電
7、電子控制裝置監(jiān)視系統(tǒng),用于在出現(xiàn)故障時關(guān)閉渦輪和控制偏航裝置。
8、偏航控制器移動轉(zhuǎn)子使其與風(fēng)向保持一致
9、制動裝置在出現(xiàn)電力超載或系統(tǒng)故障時停止轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。10、塔架支撐轉(zhuǎn)子和發(fā)動機(jī)箱,并將整個裝置上升到更高位置,使葉片不會碰到地面。
11、電力設(shè)備從發(fā)電機(jī)向下通過塔架輸送電流,還可控制渦輪機(jī)的多個安全部件
風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動力機(jī)械,又稱風(fēng)車。廣義地說,它是一種以太陽為熱源,以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機(jī)。許多世紀(jì)以來,風(fēng)力發(fā)電機(jī)同水力機(jī)械一樣,作為動力源替代人力、畜力,對生產(chǎn)力的發(fā)展發(fā)揮過重要作用。近代機(jī)電動力的廣泛應(yīng)用以及二十世紀(jì)50年代中東油田的發(fā)現(xiàn),使風(fēng)力機(jī)的發(fā)展緩慢下來。70年代初期,由于“石油危機(jī)”,出現(xiàn)了能源緊張的問題,人們認(rèn)識到常規(guī)礦物能源供應(yīng)的不穩(wěn)定性和有限性,于是尋求清潔的可再生能源遂成為現(xiàn)代世界的一個重要課題。風(fēng)能作為可再生的、無污染的自然能源又重新引起了人們重視。
根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的區(qū)別,風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)漿葉
水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī):旋轉(zhuǎn)軸與葉片垂直,一般與地面平行,旋轉(zhuǎn)軸處于水平的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī):旋轉(zhuǎn)軸與葉片平行,一般與地面吹垂直,旋轉(zhuǎn)軸處于垂直的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
目前占市場主流的是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),平時說的風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常也是指水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目前水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率最大已經(jīng)做到了5wm左右。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)雖然最早被人類利用,但是用來發(fā)電還是近10多年的事。與傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有不用對風(fēng)向,轉(zhuǎn)速低,無噪音等優(yōu)點,但同時也存在起動風(fēng)速高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點,這都制約了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用。
根據(jù)定槳矩失速型風(fēng)機(jī)和變速恒頻變槳矩風(fēng)機(jī)的特點,國內(nèi)目前裝機(jī)的電機(jī)一般分為二類:異步型
(1)籠型異步發(fā)電機(jī);功率為600/125kW750kW800kW1250180kW定子向電網(wǎng)輸送不同功率的50Hz交流電
(2)繞線式雙饋異步發(fā)電機(jī);功率為1500kW定子向電網(wǎng)輸送50Hz
交流電,轉(zhuǎn)子由變頻器控制,向電網(wǎng)間接輸送有功或無功功率。同步型
(1)永磁同步發(fā)電機(jī);功率為750kW1200kW1500kW由永磁體產(chǎn)生磁場,定子輸出經(jīng)全功率整流逆變后向電網(wǎng)輸送50Hz交流電(2)電勵磁同步發(fā)電機(jī);由外接到轉(zhuǎn)子上的直流電流產(chǎn)生磁場,定子輸出經(jīng)全功率整流逆變后向電網(wǎng)輸送50Hz交流電五、風(fēng)機(jī)發(fā)電原理
風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)中,渦輪葉片旨在捕獲風(fēng)中的動能。其余結(jié)構(gòu)幾乎與水力發(fā)電裝置完全一樣:當(dāng)渦輪葉片捕獲風(fēng)能并開始轉(zhuǎn)動時,它們會轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子中心與發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)軸。發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換為電力。就其本質(zhì)而言,通過風(fēng)來發(fā)電就是將能量從一種介質(zhì)中轉(zhuǎn)移到另一種介質(zhì)。風(fēng)能完全來自于太陽。當(dāng)太陽加熱某塊陸地時,這塊陸地周圍的空氣會吸收掉部分熱量。達(dá)到一定溫度后,較熱的空氣開始非常快地上升,因為在體積相同的情況下,熱空氣比冷空氣要輕。移動較快(較熱)的空氣粒子比移動較慢的粒子產(chǎn)生的壓力大,因此在給定高度下維持正常氣壓所需的粒子較少(要了解有關(guān)空氣溫度和壓力的更多信息,請參見熱氣球工作原理)。當(dāng)較輕的熱空氣突然上升時,較冷的空氣會快速流入以填補熱空氣留下的空隙。這股流入以填補空隙的空氣就是風(fēng)。在朝著風(fēng)所經(jīng)過的通道上放置類似轉(zhuǎn)子葉片的物體,風(fēng)將推動它,從而將部分動能轉(zhuǎn)移到葉片上。這就是風(fēng)力渦輪機(jī)從風(fēng)中捕獲能量的方式。
5.1最簡單的風(fēng)力渦輪機(jī)包括以下三個主要部分:
轉(zhuǎn)子葉片葉片在本質(zhì)上是系統(tǒng)的帆;它們以最簡單的方式充當(dāng)風(fēng)的障礙(更現(xiàn)代的葉片設(shè)計超越了這種障礙法)。當(dāng)風(fēng)使葉片運動起來時,便將部分能量轉(zhuǎn)移給了轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)軸風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子中心相連。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)軸也隨之轉(zhuǎn)動。這樣,轉(zhuǎn)子將它的機(jī)械轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)軸,而轉(zhuǎn)軸另一端連接
著發(fā)電機(jī)。
發(fā)電機(jī)從最基礎(chǔ)的角度來說,發(fā)電機(jī)是一件非常簡單的設(shè)備。它利用電磁感應(yīng)的特性產(chǎn)生電壓,也
就是電荷差異。電壓在本質(zhì)上是電的壓力,它是將電(或者說是電流)從一點移動到另一點的力。因此產(chǎn)生電壓實際就是產(chǎn)生電流。簡單發(fā)電機(jī)由磁體和導(dǎo)體組成。導(dǎo)體通常是線圈。在發(fā)電機(jī)內(nèi),轉(zhuǎn)軸與纏繞著線圈的永磁體連接。在電磁感應(yīng)過程中,如果導(dǎo)體周圍有磁體,那么當(dāng)其中的磁體與導(dǎo)體之間發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)時,便會在導(dǎo)體中感應(yīng)出電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸時,轉(zhuǎn)軸便會旋轉(zhuǎn)磁體部件,從而在線圈中產(chǎn)生電壓。電壓使電流(通常是交流電,也叫作AC電流)通過電線流出以進(jìn)行配電。
大風(fēng)壩風(fēng)場的風(fēng)機(jī)屬于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸是水平安裝的,與地面平行。水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)需要使用偏航調(diào)整裝置時刻根據(jù)風(fēng)向進(jìn)行調(diào)整。偏航系統(tǒng)通常包括電機(jī)和變速箱,用于緩慢左右移動整個轉(zhuǎn)子。渦輪機(jī)的電子控制器讀取風(fēng)向標(biāo)設(shè)備(機(jī)械或電子風(fēng)向標(biāo))的位置,并調(diào)整轉(zhuǎn)子位置以盡量捕獲最大的風(fēng)能。水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)使用塔架將渦輪機(jī)組件上升到最適合風(fēng)速的高度(這樣葉片便不會碰到地面),并且占用非常少的地面空間,因為幾乎所有組件都在高達(dá)80米的空中。
5.2水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電原理及過程主要為以下幾步:1、風(fēng)推動漿葉轉(zhuǎn)動,能量由回旋輪轉(zhuǎn)換為回旋力。2、漿葉轉(zhuǎn)動,回旋輪帶動軸桿,將動能送入機(jī)艙內(nèi)。3、轉(zhuǎn)速經(jīng)過變速箱轉(zhuǎn)換為恒定轉(zhuǎn)速1500r\\min。
4、輸出軸干與發(fā)電機(jī)相連,發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)速力轉(zhuǎn)換成690v電壓。5、電沿塔桿電纜送到轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器可將電壓提高到可配電電壓35KV。
6、具有配電電壓的電能經(jīng)地下線路,傳到電能集中點,與其他風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)機(jī)匯合。
7、電能傳送到變電所,在變電所內(nèi)進(jìn)一步升壓之110KV,經(jīng)地面輸電線切入電網(wǎng)送至遠(yuǎn)處的城市和工廠,也可以直接不進(jìn)入變電所,供給近處的農(nóng)場或村莊使用。
5.3風(fēng)機(jī)詳細(xì)原理:
渦輪葉片的形狀非常像飛機(jī)翅膀它們使用了機(jī)翼設(shè)計。在機(jī)翼中,葉片的一面略有弧度,而另一面則相對較平。上升是非常復(fù)雜的現(xiàn)象,實際上可能只有數(shù)學(xué)或物理學(xué)博士才能
完全領(lǐng)會。不過我們可以這樣來簡單解釋上升現(xiàn)象:當(dāng)風(fēng)沿著順風(fēng)的葉片弧面經(jīng)過時,它必須加快速度才能及時到達(dá)葉片末端,以追上從葉片逆風(fēng)的較平面上(也就是面朝風(fēng)吹來的方向)經(jīng)過的風(fēng)。由于移動速度較快的空氣將在大氣中上升,順風(fēng)的弧面上將出現(xiàn)低壓團(tuán)。低壓區(qū)域向順風(fēng)方向吸引葉片,此稱為“上升”效應(yīng)。在葉片的逆風(fēng)面,風(fēng)速較慢,產(chǎn)生推動葉片的較高壓力區(qū)域,使其減速。和機(jī)翼設(shè)計類似,高升阻比對于設(shè)計高效渦輪葉片至關(guān)重要。渦輪葉片呈螺旋狀,這樣便始終可呈現(xiàn)出利用理想升阻力比的角度?諝鈩恿W(xué)不是制造高效風(fēng)力渦輪機(jī)的唯一設(shè)計考慮。尺寸也很重要渦輪葉片越長(因此轉(zhuǎn)子直徑越大),渦輪可從風(fēng)中捕獲的能量越多,發(fā)電容量也就越大。通常,將轉(zhuǎn)子直徑加倍,可將能量輸出提高至原來的四倍。但是,在某些情況下,如在風(fēng)速較低的地區(qū),直徑較小的轉(zhuǎn)子可以比直徑較大的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生更多能量,因為較小的裝置用于轉(zhuǎn)動較小發(fā)電機(jī)的風(fēng)能較少,因此渦輪機(jī)可以幾乎一直以滿功率運行。塔架高度也是
影響發(fā)電容量的一個主要因素。渦輪越高,所能捕獲的能量越多,因為風(fēng)速隨高度提升而增加地面摩擦和地面物體會阻礙風(fēng)的流動?茖W(xué)家估計高度每上升一倍,風(fēng)速增加12%。要計算渦輪機(jī)實際從風(fēng)中產(chǎn)生的能量多少,您需要知道渦輪機(jī)所在地點的風(fēng)速和渦輪機(jī)功率。多數(shù)大型渦輪機(jī)在風(fēng)速約15米/秒(33mph)的情況下可產(chǎn)生最大能量?紤]到在風(fēng)速穩(wěn)定的情況下,轉(zhuǎn)子直徑?jīng)Q定渦輪機(jī)可產(chǎn)生的能量多少。請記住,隨著轉(zhuǎn)子直徑增加,塔架高度也會增加,這意味著將接觸到速度更快的風(fēng)。轉(zhuǎn)子大小和最大輸出功率轉(zhuǎn)子直徑(米)10172733404448546472
12輸出功率(kW)251002253005006007501000150020802500資料來源:丹麥風(fēng)電行業(yè)協(xié)會、美國風(fēng)能協(xié)會在風(fēng)速為33mph(約15米/秒)的情況下,多數(shù)大型渦輪機(jī)能夠達(dá)到其額定功率,在45mph(20米/秒)下,多數(shù)大型渦輪機(jī)關(guān)閉。有許多可在風(fēng)速威脅結(jié)構(gòu)時關(guān)閉渦輪機(jī)的安全系統(tǒng),其中包括一種部分渦輪機(jī)所用的非常簡單的振動傳感器,這類傳感器的基本組成是一個位于小底座上的與鏈條相連的金屬球。如果渦輪機(jī)的振動開始超過某個閾值,球?qū)牡鬃下湎,拉動鏈條并觸發(fā)關(guān)閉。六、風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要控制系統(tǒng)
渦輪機(jī)中最常用的敏感性安全系統(tǒng)可能是受超過閾值的風(fēng)速觸發(fā)的“制動”系統(tǒng)。這些裝置使用電源控制系統(tǒng),當(dāng)風(fēng)速過高時啟動制動裝置,當(dāng)風(fēng)速下降低于45mph(20米/秒)時“松開制動裝置”,F(xiàn)代大型渦輪機(jī)設(shè)計使用多種不同類型的制動系統(tǒng):
角度控制渦輪機(jī)的電子控制器監(jiān)視渦輪的功率輸出。當(dāng)風(fēng)速高于45mph(20米/秒)時,輸出功率將過高,此時控制器通知葉片改變角度,使葉片與風(fēng)向不一致。這樣做可以減慢葉片的轉(zhuǎn)動。角度控制系統(tǒng)要求(轉(zhuǎn)子上的)葉片安裝角度是可調(diào)整的。
被動停止控制葉片以固定角度安裝在轉(zhuǎn)子上,但設(shè)計使得葉片中的扭曲角度可在風(fēng)速過高時對葉片進(jìn)行制動。葉片具有一個特殊的角度,可在風(fēng)速超過某一值時導(dǎo)致葉片的逆風(fēng)面產(chǎn)生湍流,從而使
葉片停止轉(zhuǎn)動。簡單來說,當(dāng)面對風(fēng)向的葉片角度過陡,以至于開始消除上升力,從而降低葉片速度時,空氣動力學(xué)作用將停止。
主動停止控制這種功率控制系統(tǒng)的葉片可以調(diào)整角度,類似角度控制系統(tǒng)中的葉片。主動停止系統(tǒng)按照角度控制系統(tǒng)的方式讀取功率輸出,但不是調(diào)整葉片角度使其與風(fēng)向不一致,而是調(diào)整角度使它們停止轉(zhuǎn)動。七、風(fēng)能資源介紹
在理想條件下,通常的大型風(fēng)力渦輪機(jī)每年可產(chǎn)生高達(dá)1.8MW電力或520萬KWh足以為近600個家庭供電。然而,核電站和燃煤發(fā)電站的發(fā)電成本要比風(fēng)力渦輪機(jī)低。那為什么還要使用風(fēng)能?使用風(fēng)能發(fā)電的兩個最主要原因也是最明顯的兩個原因如下:風(fēng)能是清潔的可再生能源。它不會像煤炭那樣向大氣釋放類似CO2和氮氧化物等有害氣體,并且未來短時間內(nèi)都不存在風(fēng)能耗盡的危險。使用風(fēng)能發(fā)電還具有獨立性,任何國家都可以在本國發(fā)電而無需國外支持。風(fēng)力渦輪機(jī)可以為中央電網(wǎng)無法供電的遙遠(yuǎn)地區(qū)帶來電力。不過風(fēng)能也存在缺點。由于風(fēng)速變化不定,因此風(fēng)力渦輪機(jī)不能像許多其他類型的發(fā)電站一樣始終以100%功率運轉(zhuǎn)。如果您住在風(fēng)力發(fā)電站附近,可能會發(fā)現(xiàn)風(fēng)力渦輪機(jī)噪音很大,并且它們對鳥類和蝙蝠很危險,而在土質(zhì)密實的沙漠地區(qū),如果要挖掘地面安裝渦輪,可能會造成土地侵蝕。并且,由于風(fēng)是相對不可靠的能源,因此在風(fēng)速減弱時,風(fēng)力發(fā)電站的工作人員必須用少量可靠、不可再生的能源來支持系統(tǒng)。一些
人認(rèn)為,使用不清潔能源支持產(chǎn)生清潔能源抵消了收益,但風(fēng)電行業(yè)宣稱,維持風(fēng)電系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)電所需的不清潔能源遠(yuǎn)不足以抵消風(fēng)能發(fā)電所帶來的好處。
涉及風(fēng)力渦輪機(jī)時,如何布置是主要問題。了解地區(qū)的風(fēng)力強(qiáng)弱之后,確定具體風(fēng)速是多少,以及風(fēng)以這樣的速度可持續(xù)多長時間是建立高效風(fēng)力發(fā)電場的關(guān)鍵決定因素。風(fēng)的動能與其速度成正比且以指數(shù)級增加,因此,風(fēng)速的略微提高實際上意味著發(fā)電潛能的巨大提高。通常的經(jīng)驗是,風(fēng)速加倍將使發(fā)電潛能提高八倍。因此,從理論上來說,如果一臺渦輪機(jī)安裝在平均風(fēng)速為26mph(12米/秒)的地區(qū),那么它所產(chǎn)生的電力將8倍于安裝在平均風(fēng)速為13mph(6米/秒)的地區(qū)的渦輪機(jī)。之所以稱之為“理論上”是因為在現(xiàn)實世界中,渦輪機(jī)可從風(fēng)中提取的能量是有限的。這稱為貝茲極限,該值約為59%。但風(fēng)速的小小增加仍將導(dǎo)致電力輸出的極大增加。
與多數(shù)其他能源生產(chǎn)領(lǐng)域一樣,當(dāng)涉及到從風(fēng)中捕獲能源時,效率總是人們考慮的重點。成組的大型渦輪機(jī)(稱為風(fēng)力發(fā)電場或風(fēng)力發(fā)電站)是最經(jīng)濟(jì)高效的風(fēng)能使用方式。最常見的大規(guī)模的風(fēng)力渦輪機(jī)功率在700KW到1.8MW不等,人們將其組合在一起以從風(fēng)力資源中得到最大電力。在風(fēng)速高的農(nóng)村地區(qū)它們的安裝位置通常間隔較遠(yuǎn),水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)的占地面積小,這意味著幾乎不會影響耕地的使用。風(fēng)力發(fā)電場的發(fā)電容量在數(shù)MW到數(shù)百MW不等。
八、實習(xí)總結(jié)
實踐期間,除了淺層次的了解學(xué)習(xí)了專業(yè)技能外,我還感受到了很多技能之外的東西,首先是工人師傅和風(fēng)機(jī)維護(hù)人員們的敬業(yè)和那種生機(jī)勃勃的工作氣氛。走進(jìn)這樣一個集體中,你的心會不由自主地年輕起來,你的腳步會不由自主地跟著大家快起來,遠(yuǎn)遠(yuǎn)的脫離了我們學(xué)校那種懶散自由的作風(fēng),而你的工作態(tài)度會變得努力、認(rèn)真、再認(rèn)真一些,也許,這就是一個集體的凝聚力,這就是一個企業(yè)寫在書面之外的特殊文化。
人的一生中,學(xué)校并不是真正永遠(yuǎn)的學(xué)校,而真正永遠(yuǎn)的學(xué)校只有一個,那就是社會。大學(xué)生社會實踐是引導(dǎo)我們學(xué)生走出校門,走向社會,接觸社會,了解社會,好讓我們今后能更加容易的融入社會這個真正的大學(xué),并且在參加社會實踐活動以后,還有助于我們在校大學(xué)生更新觀念,吸收新的思想與知識。
短短的一個月實習(xí)很快就過去了,在這短短的一個月中,我受過累、流過汗、迷茫過,但是我卻成長了,我從中領(lǐng)悟到了很多東西,而這些東西將讓我終身受用,這次親身體驗讓我有了深刻感觸,這不僅是一次實踐,還是一次人生經(jīng)歷,是一生寶貴的財富。
時代在進(jìn)步,社會在發(fā)展,而隨之而來的競爭也非常嚴(yán)峻的擺在了我們的面前,現(xiàn)代社會所需要的已經(jīng)不再是單純的知識型人才,時代賦予人才新的定義;不僅能夠駕馭新科技,具有創(chuàng)新意識,更要有將科技應(yīng)用于事件的能力,但是再看看我們,猶如
井底之蛙般只是禁錮在四角高墻內(nèi),毫無目的毫無激情地學(xué)習(xí)著課本上的知識,做著日后事業(yè)有成飛黃騰達(dá)的美夢,外面的傳統(tǒng),我們的教育制度還有我們本身使我們?nèi)狈τ職庾叱鱿笱浪,去接受實踐的檢驗和社會競爭的洗禮,在這樣一個只是與實踐完全脫節(jié)的環(huán)境里,我們又有什么資本去談成才、談競爭、談事業(yè)?時代證明,歷史證明,我們的自身狀況證明,我們唯有面對社會,才能心平氣和地作出一些選擇,才能確立自己學(xué)習(xí)和生活的目標(biāo)。
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