مقدمه

پیش از بررسی کاربرد فلنج در توربین‌های بادی، بهتر است با ساختار و عملکرد این سیستم آشنا شویم. توربین بادی یکی از مهم‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر است که با استفاده از نیروی باد، انرژی الکتریکی تولید می‌کند. این توربین‌ها از پره‌های بزرگ متصل به محور چرخش، ژنراتور و برج پشتیبانی تشکیل شده‌اند.

با وزش باد، پره‌ها می‌چرخند و انرژی باد به انرژی مکانیکی و سپس توسط ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. توربین‌های بادی معمولاً در مناطق دارای بادهای قوی و پایدار نصب می‌شوند و بسته به نیاز، می‌توانند به‌صورت تکی یا در نیروگاه‌های بادی گروهی به کار روند.

برای افزایش طول عمر و ایمنی توربین، سیستم‌های کنترل پیشرفته وظیفه تنظیم سرعت و محافظت در برابر بادهای شدید را بر عهده دارند.

مقاله: فلنج: همه چیز درباره انواع، مشخصات فنی، کاربرد، تصاویر

ساختار توربین ها و اجزا تشکیل دهنده 

1- برج پشتیبانی

این اجزا، بال‌ها و محور چرخش را در ارتفاع نگه می‌دارند. برج پشتیبانی معمولاً از فولاد تولید می‌شود و ارتفاع آن بیشتر از 100 متر است و با یک نردبان داخلی که به ناکل منتهی می‌شود.

2- بال‌ها یا پره‌ها

این اجزا بیشترین نقش را در تبدیل انرژی باد به انرژی مکانیکی دارند. پره‌های توربین بادی به شکل بال‌های هواپیما هستند و به یک محور چرخشی متصل می‌شوند. باد به پره‌ها فشار وارد کرده و باعث چرخش آنها می‌شود.

3- ناکل (Nacelle)

یک بخش اصلی در توربین بادی است. این بخش شامل موتورها، ژنراتورها، تجهیزات الکتریکی و سیستم های کنترلی است که برای تولید برق از باد استفاده می شود. ناکل همچنین وظیفه حمایت و حفاظت از تجهیزات داخلی توربین را دارد و معمولاً در بالای برج توربین قرار دارد.

4- سیستم کنترل و روشنایی 

این اجزا، توربین را در برابر بادهای شدید و ناگهانی محافظت می‌کنند. سیستم کنترل و روشنایی با استفاده از سنسورهایی که باد را اندازه‌گیری می‌کنند، توربین را بهترین حالت ممکن برای تولید انرژی قرار می‌دهند.

مقاله: فورج: شناخت و بررسی انواع مختلف فرآینده

اجزائی تشکیل دهنده برج‌ها در توربین بادی

این برج ها از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام نقش مهمی در پشتیبانی و ایمنی توربین دارند. اجزای اصلی برج‌های توربین بادی عبارتند از:
1- بخش‌های تشکیل‌دهنده: برج‌های توربین بادی از بخش‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که به طور معمول از فولاد ساخته شده‌اند. این بخش‌ها شامل پایه ها(لوله)، تیرها، تیرهای مورب، فلنج (جهت اتصال پایه‌ها به یکدیگر)، ورق‌ها و سایر اجزا هستند که با هم تشکیل یک سازه پیچیده می‌دهند.
2- پایه: پایه برج توربین بادی باید بتواند وزن سنگین توربین و بارهای بادی را تحمل کند. این پایه معمولاً از بتن یا فولاد ساخته می‌شود و باید بسیار پایدار و مقاوم باشد. فلنج ها نیز جهت اتصال پایه ها به یکدیگر استفاده می‌شوند.
3- سیستم های پشتیبانی: برای افزایش استحکام و پایداری برج، از سیستم‌های پشتیبانی مانند: تیرهای مورب، تیرها، فلنج ها و سیم‌های فلزی استفاده می‌شود. این سیستم‌ها به برج کمک می‌کنند تا در برابر نیروهای بادی و نیروهای دیگر مقاومت کند.
4- بلوک‌های بتنی: برای افزایش وزن و پایداری برج، بلوک‌های بتنی در پایه برج استفاده می‌شوند. این بلوک‌ها معمولاً در پایه برج قرار می‌گیرند و به عنوان یک ضربه‌گیر و پایه‌گذار عمل می‌کنند.

مقاله: نخستین توربین های 2.5 مگاواتی ساخت داخل گروه مپنا

کاربرد فلنج‌ در توربین‌ بادی

یکی از کاربردهای فلنج‌ در توربین‌ بادی اتصال اجزای مختلف به یکدیگر است. این اجزا ممکن است شامل اتصال پره‌ها به محور توربین، اتصال بخش‌های مختلف پایه برج به یکدیگر، یا اتصال پایه نهایی برج به پایه توربین بادی باشد.

Flange application in wind turbines
نحوه اتصال فلنج ها به لوله های توربین بادی

1- اتصال بخش‌های مختلف پایه برج: 

یک کاربردهای فلنج‌ در توربین‌ بادی، اتصال بخش‌های مختلف پایه برج به یکدیگر از طریق فلنج‌ می‌باشد. این اتصال‌ها باید پایداری و استحکام مناسبی داشته باشند تا برج توربین بادی تحت تأثیر نیروهای بادی مقاومت کند. به طوری که یک فلنج به انتهای یک پایه و فلنجی دیگر به انتهای پایه ای دیگر جوش داده می‌شود. سپس این دو پایه با استفاده از پیچ و مهره به یکدیگر متصل می شوند. بدلیل استفاده از این نوع سیستم اتصال، تعمیرات و انتقال این ساختار های مولد برق نیز بسیار راحت می شود.

مقاله: کوره‌های واگنی و ریلی و نقش آن‌ها در فرآیند فورج

2- اتصال پره‌ها به محور توربین: 

فلنج‌ها برای اتصال پره‌های توربین به محور توربین استفاده می‌شوند. این اتصال باید بسیار محکم و مقاوم باشد، زیرا پره‌ها نیروهای بادی قوی را تجربه می‌کنند و اتصال باید قادر به تحمل این نیروها باشد.

مقاله: کاربرد فلنج در تجهیزات آتش نشانی

3- اتصال پایه نهایی برج به پایه توربین بادی: 

دیگر کاربرد فلنج‌ در توربین‌ بادی، برای اتصال بخش‌های مختلف پایه برج به پایه توربین بادی نیز از فلنج‌ها استفاده می‌شود. این اتصال‌ها باید بسیار محکم و پایدار باشند تا پایه برج و توربین بادی به‌طور کامل پشتیبانی شود.

به طور کلی، فلنج‌ها در توربین‌های بادی برای اتصال اجزای مختلف و افزایش استحکام و پایداری سازه استفاده می‌شوند. پس اصلی ترین کاربرد فلنج‌ در توربین‌ بادی اتصالات پایه ها، اتصال پره ها به محور توربین و اجزای سازنده ی توربین ها می‌باشد. 

Flange application in wind turbines
پایه یا لوله توربین بادی و فلنج متصل به آن

برخی استانداردهای تولید در آذین فورج

این استانداردها شامل مشخصات فنی مانند قطر، فشار کاری، جنس مواد، شکل و ابعاد فلنج‌ها می‌شوند. آذین فورج سفارش فلنج و دیگر قطعات فولادی را طبق نیاز مشتری نیز می‌پذیرد.

ASME B16.5 – ASME‌ B16.34 – ASME B36.10 – ASME b36.19 – MSS SP 6 – MSS SP 9 – MSS SP‌ 25 – NACE MR 0175 – ASTM A105 – ASTM A182 – ASTMA350

مقاله: فلنج گلودار جوشی و اسلیپون | تفاوت آنها

شرکت آذین فورج را در شبکه اجتماعی LinkedIn دنبال کنید و به آخرین تحولات و پروژه‌های ما در حوزه فورج و طراحی صنعتی دسترسی داشته باشید. این فرصت را از دست ندهید و با ما در این شبکه اجتماعی متصل شوید.