摘要：在各种类型的能源中，风能应当属于很关键的能源类型。近些年以来，风力发电涉及到相对更大的装机容量，而风机发电的整体规模也获得了迅速扩大。在传统模式下，针对风机塔筒如果要实现顺利运行，则需要借助人员攀爬的方式。塔筒升降机运用于风机塔筒的具体设计及运行，有利于提升风机运行的实效性并且消除潜在的安全隐患，对此有必要给予更多关注。同时，塔筒升降机是否具备优良的结构，直接关系着整个风机塔筒的安全状态以及平稳性。因此可以得知，针对风机塔筒的升降机结构有必要进行全方位的优化设计，因地制宜选择合适的设计模式。
关键词：风机塔筒；升降机；运行结构；具体设计
引言：
从本质来讲，风力发电构成了洁净性与实效性较强的发电模式。具体在发电时，针对风能予以有效利用，确保从源头上消除破坏与污染。相比于传统模式的发电生产，风力发电表现为环境友好的特征[1]。面对新的形势，环保型的风力发电正在受到更多的关注。作为洁净性的能源，风能本身属于绿色能源。在整个的发电流程中，塔筒升降机涉及到相对复杂的本体结构，与之有关的运行流程也表现为较强复杂性。然而目前的状态下，针对塔筒升降机并没有真正完善设计，为此仍然亟待完善结构设计与升降机的运行方式。
塔筒升降机的重要价值
风能具有可再生的特征，很多地区都蕴含较丰富的风能。由此可见，风力发电整体上表现为很好的前景。例如：沿海地带以及西北地区都蕴含了相对可观的风能，在上述地区逐渐开始兴建多样化的风力发电塔机，截至目前已达200万座或者更多的风电塔机，同时也达到了500万千瓦的装机容量。在各种类型的能源中，风能属于实效性很好的清洁能源，这是由于风能发电借助了自然力，因此从源头上消除了生态破坏以及环境污染。目前的状态下，各地都在着手兴建较大规模的风电站，在此过程中需要借助塔筒升降机来辅助运行，优化设计结构并且提高塔筒运行的综合效益[2]。
近些年以来，风力发电逐渐受到了更广的关注，各地也在建成较大规模的风机。然而实质上，处于野外环境中的风电机组很可能受到多样化的外在干扰，与之相应的运行影响也会变得更高，上述现状在客观上增大了检修风电机组时的难度。例如：某些风电机组整体上超过了80米的高度，因此检修人员很难攀爬至顶端来完成检修。由此可见，安装塔筒升降机的基本目的就在于缩短人工攀爬消耗的时间，消除其中的人身危险。塔筒升降机构成了实效性较强的升降运行设备，对此在进行高度设计时应当密切结合塔筒本身的直径，确保二者符合特定的比例。
塔筒内部如果安装了升降机，那么针对风力发电所需的物资都能进行垂直性的运输。在电能的驱动下，升降机基本上类似于垂直式的电梯，因此在整个的系统运行中占据了很关键的位置[3]。此外，塔筒升降机还能为现场的操作人员提供安全保障，对于风力发电涉及到的各种故障隐患都进行了全面的避免。随着技术进步与经济发展，更多企业已意识到了风力发电在整个发电体系中的重要价值，因此也开始尝试着运用塔筒升降机来辅助风机运行，在此基础上突显了绿色能源的价值所在。
结构设计的基本思路
塔筒内部安装塔筒升降机，针对物资与人员都能予以垂直的运输。因此可以得知，塔筒升降机很类似电梯的构造，借助电能来实现各项设备的驱动。塔筒升降机能否保持平稳运行，直接决定于塔筒本身的结构[4]。具体来讲，针对塔筒升降机如果要优化升降机的基本结构，则需运用如下的设计措施：
从升降机正常运行的角度来讲，抱塔结构应当属于其中核心性的部件。这是由于，抱塔结构可以把导向轨道与升降机结合在一起。在齿条结构的辅助下，抱塔结构就可以连接于配套的塔筒结构，以便于全面检修塔筒表面与机舱部件。由此可见，塔筒表面与抱塔结构都应当接触导向轨道，塔筒表面应当与其他部件密切结合在一起。如果要完善设计，那么尤其有必要优化抱塔结构，这是因为抱塔结构与整个系统的正常运行具有内在的联系[5]。
针对塔筒的表面，进行优化设计的前提应当落实于整个塔筒的安全性，慎防塔筒表面被其他部件磨损或者遭受破坏。在必要的时候，还可以把橡胶层粘贴于表面的抱塔结构，进而从源头上避免抱塔结构遭受锈蚀或者其他污染。相比于传统的钢板或铝板结构，橡胶层具备更好的柔性。如果拉紧抱塔结构，那么橡胶层就会增加缓冲作用，进而避免强烈冲击效应的产生。
同时，上述的设计模式还能增强塔筒本身的附着力，针对塔筒结构给予了更好的保护。为了优化设计，可以把橡胶套安装在抱塔轨道的外侧，确保抱塔结构整体看起来更为美观，针对刚性的升降机挤压作用力也能予以减缓。这是由于，橡胶本身属于缓冲结构，针对轨道可以运行的年限进行了适当的延长。即便受到雨雪或其他不良气候的干扰，运行轨道也不会发生锈蚀或产生其他不良现象。因此经过分析可知，上述结构有助于优化塔筒升降机在各个时间段的运行方式，因地制宜改进了运行效益。
具体运行方式
一般情况下，很多风电机组都表现为不均匀的塔筒结构。如果在塔筒表面安装了抱塔结构，那么当塔筒处在各不相同的运行高度时，与之相应的抱塔半径也会表现为较大的差异性[6]。由此可知，针对抱塔结构有必要将其控制于特定的尺寸限度内，以此来实现塔筒半径的优化。具体而言，针对升降机本身的结构如果要实现优化设计，则要关注如下要点：
（一）优化抱塔半径
不同类型的塔筒结构具备各异的结构特征，对其如果要优化设计，那么有必要关注各不相同的半径参数。因此在设计时，如果要改动整个的抱塔结构，那么与之相应的设计经费就会变得更高，同时也将耗费过长的设计时间。为了在最大限度内简化设计流程，通常选择焊接塔筒的方式来实现全方位的优化设计，尤其应当关注其中的抱塔半径。具体来讲，针对紧固板与弯板都要进行精确的焊接，确保预留特定的焊接缝隙[7]。
进行拉筋处理时，针对塔筒的连接件有必要加以利用，确保紧固板可以释放相对较大的应力。经过上述的设计改进，就能确保符合特定的塔筒作用力，同时也改进了抱塔结构。塔筒升降机如果处在正常运行的状态中，那么运用上述的设计手段也能防控受力不均进而导致的较大变形。抱塔半径应当达到最优的程度，确保减少升降机运转消耗的总成本，减少设计造价。
（二）确保结构的安全
从现状来看，很多塔筒结构都设计为5米左右的直径，因此更加便于安装升降机。塔筒内部可以安装升降机，升降机应当包括保护装置、电气控制部件与提升机等关键部件。在这其中，抱塔结构占据了很关键的地位，而抱塔结构本身包括钢丝绳、直梯、导向装置与齿条齿轮等。在正常运行时，升降机应当沿着特定轨道来完成全过程的升降运行。因此从整体角度来讲，优化升降机结构的宗旨就在于保障安全，针对导向装置进行了全面固定。然而经过较长的时间段之后，升降机很可能将会表现为磨损现象，对此有必要增大整体的结构强度。
（三）其他的设计要点
目前的状态下，多数升降机都设有最基本的轿厢装置，此种装置应当包含全封闭与半封闭的模式。提升机具体在运行时，可以借助专门的吊篮来实现相应的吊装操作[8]。通常来讲，针对塔筒应当设计为下端较大而上端较小的基本结构。然而实质上，如果设计为相对较大的塔筒高度，那么与之相应的塔筒空间也将变得更小。因此在着手进行设计时，设计人员尤其有必要限制于特定的轿厢体积。除此以外，如果把专用井道布置在塔筒的内侧，则会表现为较高的施工难度；在情况严重时，整个钢丝绳还可能引发断裂现象。
因此经过上述的分析，对于塔筒升降机最好布置限位开关。在限位开关的控制下，如果轿厢上升至特定的位置，就可以自动实现暂停。同时，检修平台最好设计为一次性的，以此来省略中间层站的设计。出于能源节约的考虑，升降机本身的功率只要符合现行的指标就可以了，对于平台的负荷进行全面的提高。从现状来看，很多设计人员都运用了轻质材料来设计工作平台，对此进行相应的镂空处理，上述措施是为消除过大的自重。在必要的时候，针对横截面还可以运用加强材料来实现相应的处理，确保导轨始终处在安全状态下。
结语：
塔筒升降机最根本的功能在于辅助风机运行，进而确保风机塔筒能实现顺利的上升与下降。在整个的风电机组中，塔筒升降机都构成了不可或缺的结构，此类结构直接关系着风机运行的实效性。经过分析可知，塔筒如果要维持顺利的运行，那么不能缺少升降机为其提供保障。针对风机塔筒以及塔筒升降机如果能予以经常性的检修，就能从根源上杜绝风机塔筒频繁出现的各种故障，保障运行的安全性。未来在实践中，技术人员还需不断的摸索，针对不同类型的升降机结构运用合适的设计措施，在此前提下改进风机塔筒的运行效能。
参考文献：
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[7]杨飞，董军. 基于变形要求的钢-复合材料风机塔筒选型研究[J]. 特种结构，2012（04）：56-60+4.
[8]张彦立，王广庆，李曼. 基于VB和ANSYS的风机塔筒参数化建模与分析[J]. 机电工程，2012（02）：174-176+191.
作者简介：杨青山：（1985.06---）男 汉族 河南省息县人，同济大学机械设计制造及自动化专业工学学士。从事机械设计相关工作7年，负责参与风电塔筒内置平台，升降梯的设计开发，等技术性工作。
论文作者:杨青山
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
标签：升降机论文; 结构论文; 风机论文; 风能论文; 有必要论文; 风力发电论文; 表现为论文; 《电力设备》2017年第17期论文;