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| 标准编号 | GB/T 19072-2022 (GB/T19072-2022) | | 中文名称 | 风力发电机组 塔架 | | 英文名称 | Wind turbines -- Tower | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F11 | | 国际标准分类 | 27.180 | | 字数估计 | 74,778 | | 发布日期 | 2022-10-14 | | 实施日期 | 2022-10-12 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 19072-2010 | | 起草单位 | 上海泰胜风能装备股份有限公司、浙江运达风电股份有限公司、新疆金风科技股份有限公司、北京鉴衡认证中心有限公司、上海电气风电集团股份有限公司、MECAL(北京)工程技术有限公司、明阳智慧能源集团股份有限公司、重庆大学、国电联合动力技术有限公司、远景能源有限公司、中国长江三峡集团有限公司、中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | | 归口单位 | 全国风力发电标准化技术委员会(SAC/TC 50) | | 提出机构 | 中国机械工业联合会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 19072-2022: 风力发电机组 塔架
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 19072-2010
风力发电机组 塔架
2022-10-12发布
2022-10-12实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了风力发电机组塔架的设计原则、设计要求、工艺要求、试验方法、检验规则、竣工资料
及随机文件、标志、包装、储存及运输等要求。
本文件适用于水平轴风力发电机组塔架的设计、制造、施工和验收。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB 175 通用硅酸盐水泥
GB/T 470 锌锭
GB/T 700 碳素结构钢
GB/T 709 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口
GB/T 985.2 埋弧焊的推荐坡口
GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓
GB/T 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件
GB/T 1591 低合金高强度结构钢
GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
GB/T 3098.2 紧固件机械性能 螺母
GB/T 3274 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带
GB/T 5117 非合金钢及细晶粒钢焊条
GB/T 5118 热强钢焊条
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GB/T 9754 色漆和清漆 不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定
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GB/T 18253-2018 钢及钢产品 检验文件的类型
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JGJ/T 281 高强混凝土应用技术规程
JGJ369 预应力混凝土结构设计规范
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NB/T 47013.3-2015 承压设备无损检测 第3部分:超声检测
NB/T 47013.4 承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测
NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测
NB/T 47013.10 承压设备无损检测 第10部分:衍射时差法超声检测
NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定
NB/T 47015 压力容器焊接规程
NB/T 47016 承压设备产品焊接试件的力学性能检验
ness)
ISO 2813 色漆和清漆 在 20°、60°和 85°非金属色漆漆膜镜面光泽的测定(Paintsand
materials)
tionofNDTpersonnel)
ISO 15614-1 金属材料焊接工艺规程及评定 焊接工艺评定试验 第1部分:钢的电弧焊和气
aloys)
ISO/T R17671-2 焊接 金属材料焊接的推荐 第2部分:铁素体钢的电弧焊接(Welding-
ISO 19840 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀防护 粗糙面上干膜厚度的测量和验
1-4:Generalactions-Windactions)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
4 符号和缩略语
4.1 符号
5 设计原则
5.1 塔架的设计使用寿命不应低于风力发电机组的设计使用寿命。
5.2 塔架在规定的设计使用寿命内应满足下列功能要求:
---在正常施工和使用时,能承受可能出现的各种载荷和作用;
---在正常使用时,具有良好的工作性能;
---在正常维护下,具有足够的耐久性能;
---当发生偶然事件时,结构能保持整体稳定性。
5.3 塔架载荷应按照GB/T 18451.1的相关规定进行计算分析。
5.4 塔架载荷除应按照5.3进行计算分析外,还应考虑塔架和基础倾斜引起的附加载荷,其中由安装、
制造和温度等因素引起的塔架倾斜宜按5mm/m计算,由基础变形和不均匀沉降等因素引起的塔架倾
斜宜按3mm/m计算。
5.5 塔架的模态阻尼比应通过测试或分析获得,设计时可参考附录 A选取。
5.6 塔架设计应选取所有设计工况中最不利的载荷工况组合进行计算分析。
5.7 塔架设计应考虑塔架吊装、停机或不对风时可能产生的涡激振动对塔架的影响,可根据EN1991-
1-4:2005附录E的方法或其他具有相同安全水平的方法来进行计算分析,计算分析时应考虑塔架的一
阶涡激振动,必要时应考虑二阶及更高阶的涡激振动。计算涡激振动时,不应考虑气动阻尼。
5.8 当涡激作用造成的疲劳累积损伤不大于0.1时,可忽略其影响;当涡激作用造成的疲劳累积损伤
大于0.1时,应与疲劳载荷造成的累积损伤叠加。可在塔架中添加破涡结构破坏涡激形成或添加阻尼
器减少涡激振动的影响。
5.9 塔架设计应考虑耐久性影响,耐久性设计应包括抗疲劳强度、抗震(有必要时)、抗蚀、运维要求等。
5.10 钢制塔架设计应进行极限强度分析、疲劳强度分析和屈曲稳定性;混凝土塔架设计应进行承载能
力极限状态分析和正常使用极限状态分析,其中承载能力极限状态分析应包含疲劳分析。
5.11 塔架设计应进行整机状态下的频率分析,若其固有频率与风轮旋转频率及叶片通过频率存在共
振,应采取软件或硬件的措施,减小塔架振动和振幅。
5.12 塔架设计还应考虑下列因素:
---轮毂中心高度;
---风轮-机舱组件质量、重心位置、转动惯量和风轮转速范围;
---偏航结构对顶法兰的要求;
---基础刚度、标高及接口要求;
---工作温度;
---运输条件;
---生产能力;
---施工条件;
---电气及其他设备接口。
5.13 塔架设计应考虑防雷接地要求。
5.14 塔架附件的设计应满足操作人员和设备能安全地进行安装、维护和通行的要求,包括:
---必要的防坠落装置等安全保护设施;
---导电轨或电缆固定设施;
---爬梯、护栏、平台;
---照明及电气设备安装附件;
---门的密封持久耐用;
---必要时应设有助爬器、提升机、免爬助力装置、升降机等。
6 钢制塔架
6.1 设计要求
6.1.1 总体要求
钢制塔架设计应以第5章为基础,并应根据GB/T 18451.1选取载荷局部安全系数、材料局部安
全系数和失效后果局部安全系数,其中失效后果局部安全系数应满足GB/T 18451.1中二类零件的
要求。
6.1.2 材料
6.1.2.1 塔架主体钢板
塔架主体(包括筒体、法兰、门框、拼焊法兰)材料应考虑塔架的强度、工作温度、材料的工艺性及经
济性,应符合GB/T 700或GB/T 1591的规定。
钢板的尺寸、外形及允许偏差应符合GB/T 709的规定,厚度允许偏差不应低于B级。
钢板表面质量应符合GB/T 14977-2008规定的B类2级要求。
如钢板厚度方向有性能要求,应符合GB/T 5313-2010的规定。
如钢板有超声波检测要求,至少应符合NB/T 47013.3-2015中质量分级Ⅱ级的规定。
钢板材料的订货内容、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、钢印位置、质量证明书等,应符合
GB/T 3274的规定,钢板质量证明书应满足GB/T 18253-2018中3.1的要求。
塔架制造所用钢材的各项性能指标应符合设计文件要求。若需采用替代材料,应由制造单位提出
申请,并通过取样试验,表明所采用的替代材料满足设计要求,经设计单位确认后方可执行。
6.1.2.2 法兰
法兰用钢应符合GB/T 1591的规定,厚度方向性能(如要求)至少应符合GB/T 5313-2010规定
的Z25要求。超声波检测要求至少应符合NB/T 47013.3-2015中质量分级I级的规定。
法兰用钢质量等级不应低于塔架筒体使用钢材的质量等级。法兰应为锻件,锻件用钢应采用炉外
精炼、真空脱气钢锭或连铸圆坯,不准许使用连铸板坯。
法兰订货内容、技术要求、取样、试验方法、检验规则、标志、标签和随行文件以及包装、运输和贮存
应符合JB/T 11218的规定。
6.1.2.3 焊接材料
用于塔架制造的焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)应符合 GB/T 5117、GB/T 5118、GB/T 5293、
GB/T 8110、GB/T 10045的规定和设计要求,并应具有有效质量证明书。
用于塔架制造的焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)应与母材匹配,冲击吸收能量不低于母材要求。
6.1.2.4 紧固件
用于塔架连接的紧固件用钢及性能等级由设计单位根据 GB/T 5782、GB/T 1228、GB/T 1231、
GB/T 3098.1、GB/T 3098.2、GB/T 32076(所有部分)、NB/T 31082进行选用,并在设计文件中明确其
性能要求。
6.2 塔架的固有特性分析
塔架的固有特性分析应考虑:
6.3 塔架的强度分析
6.3.1 极限强度分析
6.3.1.1 一般要求
筒节极限强度分析应符合GB/T 18451.1的规定。
塔架附件的极限强度分析,应符合 GB/T 17888(所有部分)的要求。
6.3.1.2 局部塑性要求
塔架极限强度分析时,若未考虑材料非线性,发生塑性变形的区域应限于较小范围。Von-Mises应
力超过屈服强度时,应变按Neuber规则计算,见公式(3),且不应大于0.01。
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