Page 106 - 无损检测2021年第五期

综 述

DOI : 10.11973 / ws j c202105014

风机叶片连接螺栓损伤的在线监测

张 磊 , 何建军 , 程庆阳 , 曾子竞 , 朱文娟 , 付 林 , 周伟强 4
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( 1. 国家能源集团湖南分公司, 长沙 410000 ; 2. 长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114 ;

3. 西安中科起航测控技术有限公司, 西安 712000 ;

4. 国家能源集团龙源江永风力发电有限公司, 长沙 410000 )
摘 要:综述了先进的螺栓结构连接监测技术, 介绍了振动信号检测技术、 声弹性效应技术、

压电效应检测技术、 光纤传感技术和基于材料及结构特征检测方法等的风机连接螺栓在线监测技
术的研究进展, 分析了这些技术的特点及其在风机螺栓松动监测中的适用性。
关键词:螺栓; 在线监测; 风电机组; 损伤

中图分类号: TG115.28 ; TM621 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 05-0064-05

Onlinemonitorin g ofdama g eofwindturbinebladeconnectin g bolt

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,
,
ZHANGLei , HEJian j un , CHENGQ in gy an g ZENGZi j in g ZHU Wen j uan , FULin , ZHOU Wei q ian g 4

( 1.HunanBranchofCHNEner gyGrou p , Chan g sha410000 , China ;

2.SchoolofEner gyandPowerEn g ineerin g , Chan g shaUniversit yofScienceandTechnolo gy , Chan g sha410114 , China ;

3.Xi'anZhon g keQihan g Monitorin gandControlTechnolo gyCo. , Ltd. , Xi'an712000 , China ;

4.Lon gy uanJian gy on g WindPowerGenerationCo. , Ltd.ofCHNEner gyGrou p , Chan g sha410000 , China )

Abstract : Advanced boltstructureconnection monitorin g technolo gy wasreviewed.Varioustechnolo g ies

includin gvibrationsi g naldetection , acousticelasticeffect , p iezoelectriceffectdetectionando p ticalfibersensin g

wereintroduced.Inaddition , onlinemonitorin g technolo gyoffanconnectionboltsbasedonmaterialandstructural

featuredetectionmethodswasalsointroduced.Pro g ressesoftheabove-mentionedtechnolo g iesandtheirtechnical

characteristicsanda pp licabilit y inmonitorin goffanboltsloosenesswereoutlinedinthep a p er.

Ke ywords : bolt ; onlinemonitorin g ; windturbine ; dama g e
风电技术迅猛发展, 风电机组在运行过程中的 螺栓损伤评价与在线监测技术研究不断取得新的进
各种问题也不断出现, 对其关键设备的智能在线监 展, 文章对几种先进的监测技术进行了综述。
测成为了行业研究的焦点之一。风机叶片关键部位
1 基于叶片连接法兰振动信号的检测方法
的螺栓松动等问题会导致整个风机结构的失效, 从
而造成极大的安全隐患和经济损失。近些年, 随着 在振动信号检测领域, 国内外的专家学者已经
信号监测及数据分析技术的不断提升, 在线监测技 进行了大量研究工作。闫航瑞等 [ 2 ] 对螺栓连接结构
术也随之发展。目前, 风电行业已广泛采用在线监 施加随机激励进行振动测试, 利用小波分析法来研
测技术对机组的运行状态进行实时监测, 实现机组 究螺栓在松动情况下的信号特点。此方法具有良好
运行时的故障监控, 保障机组的可靠运行 [ 1 ] 。风机 的时频定位特性及信号自适应能力, 能够对各种时
变信号进行有效地分解, 再对分解后相互独立的各
收稿日期: 2020-10-28
频段进行时域分析及提取特征量。
基金项目: 国家能源集团科技创新项目( HJLFD-QTHT-2020-08 )
董广明等 [ 3 ] 利用信号的谱矩因子结合神经网络
作者简介: 张 磊( 1982- ), 男, 工程师, 主要从事发电技术的研
究与管理工作 算法, 对导弹支撑座连接螺栓的故障进行诊断, 依据

通信作者: 何建军( 1974- ), 男, 博士, 教授, 研究方向为能源材 信号功率谱特征的差异 , 提出了相应的谱矩松动故
料与风力发电技术, he j ian j un329@126.com 障特征提取方法。分析结果表明, 用谱矩因子的降
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2021 年 第 43 卷 第 5 期

无损检测