Principales spécifications techniques du ventilateur principal

1. Partie de la roue

1) Conception personnalisée : l’optimisation du choix en fonction des paramètres fournis par l’utilisateur permet d’élaborer une conception sur mesure, de manière à ce que les performances du ventilateur soient parfaitement adaptées aux caractéristiques de la résistance du puits de mine, garantissant ainsi un fonctionnement à haut rendement du ventilateur aussi bien sous pression négative minimale que maximale, tout en le maintenant hors de la zone de surpulsation.

2) Conception du processus de contrôle : les aubes sont conçues sur la base des données d’essais en basses vitesses réalisés par le NACA aux États-Unis ; afin d’assurer leur résistance, elles adoptent une conception structurelle tridimensionnelle à torsion de type voilure à grande section transversale, et des coefficients de sécurité supérieurs à 10 à 13 fois ont été prévus pour la conception des aubes et des manchons. La pertinence de la conception des aubes doit également faire l’objet de tests de fréquences de vibration et d’analyses modales, afin d’éviter les fréquences d’excitation propres aux roues à un ou deux étages et de prévenir toute résonance. Pour chaque lot d’aubes, un rapport d’analyse chimique du matériau ainsi qu’un rapport d’essais des propriétés mécaniques sont fournis ; par ailleurs, chaque lame est soumise, dans une salle spéciale de contrôle non destructif, à des contrôles par rayons X, par magnétoscopie et à d’autres essais non destructifs.

3) Les aubes sont fabriquées en ZL104 de haute qualité et à haute résistance, par moulage sous pression dans un moule métallique, ce qui confère aux aubes une résistance mécanique et une qualité de surface supérieures. Dans les milieux oxydants, elles présentent d’excellentes propriétés de résistance à la corrosion et à l’usure : elles ne rouillent pas, résistent à l’usure et à la corrosion. La résistance des sections critiques des aubes et de leurs manchons est conçue avec un coefficient de sécurité supérieur à 13, et les aubes font l’objet d’un traitement de vieillissement.

4) Installation et réglage des pales : la fixation des pales sur le moyeu est sûre et fiable ; le moyeu est muni d’une échelle de graduation clairement marquée indiquant les angles d’installation des pales, avec six positions prédéfinies : –9°, –6°, –3°, 0°, +3° et +6°. En fonction des conditions de service, l’angle des pales peut être réglé à volonté sur la surface sphérique du moyeu. Le réglage des pales s’effectue en arrêt de la machine, par ajustement individuel de chaque pale à l’extérieur, au moyen d’outils spéciaux permettant de desserrer les cales en forme de coin afin de modifier l’angle des pales hors de la machine, ce qui répond aux besoins en ventilation propres à chaque période.

5) Fabrication du moyeu : le moyeu est l’un des composants centraux de la turbine éolienne ; il s’agit d’une pièce de grand diamètre et de lourde masse, dont les exigences en matière de précision dimensionnelle et de précision géométrique sont particulièrement élevées. C’est une étape critique du processus d’usinage et une opération clé dans la fabrication de la turbine. Le moyeu est fabriqué en acier Q355 ; les soudures font l’objet d’un contrôle par ressuage magnétique, et un rapport de contrôle par ressuage est fourni. Afin d’assurer la coaxialité entre le trou de liaison de l’arbre central du moyeu et le diamètre extérieur du moyeu, ainsi que la précision des dimensions de la surface sphérique du moyeu et des trous, notre entreprise utilise spécialement un tour à chute numérique de grande taille. Lors de l’usinage du moyeu, un programme informatique assure un serrage unique et une usinage en une seule passe, ce qui garantit non seulement la précision dimensionnelle et la précision géométrique de la pièce, mais également une qualité de surface entièrement conforme aux exigences du dessin technique. L’extension d’arbre du moteur associée est conçue avec une forme conique, permettant une connexion directe entre le moteur et la roue de la turbine et assurant un alignement précis grâce à un ajustement conique, ce qui optimise la facilité d’installation, de démontage et de maintenance de la roue. La fixation de la roue sur l’arbre du moteur repose sur un système de verrouillage double, combinant deux écrous et deux rondelles de blocage.

6) Équilibrage de la roue : Notre entreprise a acquis une machine d’équilibrage dynamique YYW-6000. Tout d’abord, le moyeu de la roue est soumis à des essais d’équilibrage statique et dynamique; ensuite, la roue elle-même est soumise à ces mêmes essais jusqu’à obtention d’un résultat conforme, ce qui garantit un niveau de qualité d’équilibrage de G4, supérieur aux exigences de la norme nationale G5,6. Ainsi, le ventilateur présente d’excellentes caractéristiques statiques et dynamiques, assurant un fonctionnement fiable et permettant de respecter les valeurs de vibration du ventilateur principal conformément aux normes nationales et industrielles pertinentes, notamment la norme JB/T8689-2014 « Contrôle des vibrations des ventilateurs et leurs limites », qui stipule que la valeur efficace de la vitesse de vibration maximale ne doit pas dépasser 4,6 mm/s.

2. Partie principale et accessoires

1) Les composants complets du ventilateur comprennent les raccords de galerie, le collecteur, le premier étage de ventilation, le deuxième étage de ventilation, le diffuseur, l’adaptation circulaire‑rectangulaire, la boîte d’amortissement acoustique, la tour de diffusion, etc. L’intérieur du conduit du ventilateur est uniforme et lisse; le collecteur, le redresseur et les tubes en forme de poisson sont tous fabriqués par formage à froid dans des moules. Les tubes de dissipation thermique en forme de poisson ainsi que la plaque de support du socle du moteur, tout en satisfaisant des exigences strictes en matière de résistance mécanique et de rigidité, intègrent également des mesures telles que des transitions en arc de cercle pour réduire la traînée, afin d’assurer une uniformité et une lisse­té optimales du conduit du ventilateur, de diminuer la résistance au flux et d’améliorer les performances du ventilateur. Toutes les structures de support adoptent une conception symétrique, ce qui permet d’optimiser la configuration interne du conduit. L’installation se fait sous la forme de deux ventilateurs disposés côte à côte en position horizontale; chaque ventilateur est livré avec des interfaces de test des performances, notamment des anneaux de mesure de pression, destinées à mesurer des paramètres tels que la dépression et le débit du ventilateur; ces interfaces peuvent être reliées à des capteurs de pression pour mesurer la pression dynamique et statique ainsi que le débit du ventilateur. Une embase de mesure des vibrations est installée sur la paroi extérieure du conduit du ventilateur, avec des points d’installation prévus pour les capteurs de vibration. La conception et la fabrication de toutes les parties du ventilateur doivent garantir leur capacité à supporter les contraintes liées aux différentes conditions de fonctionnement: le matériau de la roue doit être d’au moins Q345; la surface extérieure de la roue présente une structure sphérique; l’épaisseur des rayons de la roue ne doit pas être inférieure à 35 mm. Le matériau de la carcasse du ventilateur est Q235; l’épaisseur de la tôle utilisée pour la coque principale ne doit pas être inférieure à 8 mm; l’épaisseur de la tôle du socle du moteur ne doit pas être inférieure à 25 mm; le tube protecteur intérieur est usiné et façonné de manière à obtenir une épaisseur minimale de 15 mm après usinage. La conception et la fabrication de toutes les parties du ventilateur doivent permettre de supporter les contraintes liées aux diverses conditions de fonctionnement. Après soudage de la roue, un recuit global est effectué; les principaux composants, tels que la roue et les aubes, doivent faire l’objet d’essais non destructifs et fournir un rapport d’inspection, afin d’assurer la fiabilité et la qualité. Les cordons de soudure du ventilateur doivent être réguliers, esthétiques et exempts de défauts; tous les éléments de soudure critiques du ventilateur font l’objet d’un traitement thermique visant à éliminer les contraintes résiduelles.

2) Usinage, protection contre la corrosion et dérouillage de la carcasse du ventilateur : Les matières premières sont en acier Q235 de haute qualité, accompagnées d’un certificat de conformité. L’ensemble de la carcasse est découpé à l’aide d’une machine de découpe laser, ce qui garantit une grande précision dimensionnelle et une haute efficacité, assurant ainsi une meilleure qualité du produit. Tous les soudures sont réalisées selon la technique de soudage sous protection au dioxyde de carbone, afin de minimiser les déformations de la carcasse du ventilateur et de respecter pleinement les exigences de conception. Après formage par soudage, la carcasse subit un sablage, de manière à éliminer toute trace visible de graisses, de salissures, d’oxydes, de rouille et de revêtements de peinture, afin d’améliorer l’adhérence des couches de primaire et de finition. Le primaire est appliqué en deux couches ; avant la sortie du ventilateur de l’usine, une couche de finition polyuréthane anticorrosion est ensuite appliquée, avec une épaisseur de film de 30 à 40 μm par couche. À la sortie de l’usine, une dernière couche de finition est appliquée, portant l’épaisseur totale du film de peinture à 100 à 140 μm. La couleur extérieure du ventilateur est définie en fonction des besoins du client.

3) Mesures de réduction du bruit des ventilateurs : le bruit des ventilateurs provient principalement du bruit de fonctionnement du moteur, du bruit engendré par l’écoulement de l’air ainsi que d’autres bruits mécaniques. En ce qui concerne ces sources de bruit, la chambre de séparation des flux, le diffuseur, les silencieux spécifiques et la tour de diffusion sont conçus de manière à non seulement optimiser les performances du ventilateur, mais aussi à adopter une conception à faible niveau sonore. Par ailleurs, des dispositifs de réduction du bruit tels qu’un diffuseur silencieux à deux étages, un silencieux en rangée et des plaques acoustiques intégrées dans la tour de diffusion sont installés en complément. Ainsi, le niveau de bruit des ventilateurs respecte les prescriptions de la norme JB/T 8690 « Limites de bruit des ventilateurs » et répond aux exigences de l’évaluation de l’impact environnemental.