保定葉豐風電設備有限公司副總經理安雪松：《葉片主梁褶皺維修及葉片功率提升的經驗分享》

 

　　以下為演講實錄：

 

　　此次和大家交流分享的主要內容是《葉片主梁褶皺維修機功率提升經驗分享》。我主要從以下幾個方面與大家進行交流：第一是葉片主梁褶皺缺陷產生的原因；第二個是葉片主梁褶皺的危害；三是在役風機葉片主梁褶皺的檢查；四在役風機葉片主梁褶皺的維修；風機葉片增功、增效的方案。

 

　　首先是葉片主梁褶皺缺陷產生的原因。

 

　　我們都知道一般葉片生產過程通常采用真空吸注的工藝方法，先鋪設若干層數的玻璃纖維布，排除鋪層之間的空氣，通過吸注樹酯來完成對玻纖布的浸潤，并在一定加熱條件下進行固化。基本多為單向玻纖布，在布層鋪設時如果對涂層拉力不均勻，鋪設不平整，固定補牢顧，玻纖布就會存在松散、彎曲的形成，在真空吸注時存在玻纖布松散便會產生褶皺。

 

　　早期葉片主梁一般是殼體，加之行業內對褶皺缺陷的危害認知不足，所以葉片主梁褶皺現象比較普遍，但是目前各葉片廠家對于葉片的生產質量過程控制比較嚴格，因為工藝操作不當而產生褶皺的情況很少發生，但是由于右邊的情況主梁存在一定的弧度，所以弧頂內側大于弧頂外側的弧長，內側的玻纖布就會產生不可避免的褶皺。

 

　　主梁褶皺的危害，大家知道主梁褶皺運行過程的疲勞損傷，風機葉片主梁褶皺的存在會加速葉片運行過程的疲勞損傷，大幅度降低風機葉片的使用壽命。葉片運行初期葉片主梁存在的褶皺一般不會顯現出明顯損傷，隨著運行時間的推移，葉片主梁存在褶皺的區域會逐漸出現表面弦向細微裂紋，內部結構分層發白等，若此時仍不能及時發現主梁區域存在的褶皺缺陷并對缺陷及時維修處理，損傷區域會急速擴張并產生斷裂的發生。每年風場因葉片褶皺缺陷造成的直接、間接經濟占風場運營成本的很大比重。

 

　　左邊是東北一支葉片因存在葉片主梁褶皺缺陷而且未能及時發現并且及時處理而發現的葉片斷裂事故。右邊這個照片是河北某風場兩支葉片因主梁褶皺斷裂。這個葉片是內蒙古的風場葉片因主梁褶皺導致弦向裂紋，之前請第三方公司檢查說沒有問題。前些天聯系到我們公司，秉著對業主負責，避免斷裂的發生，我們公司安排一名技術人員前往現場對此葉片對應內腔進行詳細檢查，發現對應位置內腔已經損傷嚴重，并且延伸至腹板，損傷已經非常嚴重，葉片隨時都有可能斷裂的風險，目前準備更換葉片。可見葉片維修檢查人員的專業性水平和豐富的工作經驗是至關重要的。

 

　　業片主梁損傷是逐漸積累的過程，運行初期也是一個制造缺陷，第一張照片并未顯現明顯的損傷狀況，隨著葉片運行時間的延長，會逐漸演變成葉片裂紋，然后內部結構發白，通透性裂紋，最終發生葉片斷裂。其實從產生到葉片發生斷裂是比較長的過程，所以我們需要定期對葉片進行檢查，做到早發現、早預防、早處理。

 

　　下面說一下在役葉片主梁褶皺損傷檢查。

 

　　主梁存在褶皺的葉片，長時間“帶病”運行，且主梁褶皺導致的葉片損傷為疲勞損傷，葉片強度的衰減導致其無法承受運行載荷時，葉片就會發生斷裂，所以盡早發現葉片主梁褶皺缺陷并且妥善處理，才能規避巨大的經濟損傷，如果錯過了檢查維修時機，將發現災難性失效。我們公司對葉片檢查維修人員進行專業系統性培訓，所有人員都具備檢查、維修的豐富經驗。

 

　　對于葉片主梁區域的檢查首先需要確定檢查葉片的主梁范圍，這是因為類似的損傷出現在葉片的不同位置對葉片的危害是完全不同的，比如葉片表面的細微弦向裂紋，若出現在葉片前后緣芯材區域可能僅為葉片涂層損傷或外蒙皮損傷；若出現在葉片主梁區域，若此區域主有可能存在褶皺并已經出現疲勞損傷。對于主梁褶皺損傷的檢查我們要做到一幾點：第一要求定位準確并確定損傷的具體坐標，比如這個損傷是在SS面還是PS面，距前緣后緣多長，做到描述明確，需要確定褶皺的長度、寬度、高度以及深度，只有這樣才能便于后續有針對性地出具維修方案，通過損傷的程度我們確定是在空中維修、還是落地維修還是更換葉片。

 

　　這是我們公司對于葉片主梁損傷的維修案例。第一張照片，可能這張照片不會引起大家的重視，因為它表現只是表面涂層細微裂紋，但是當我們把涂層打磨掉以后，也就是第二張照片，主梁內部結構已經出現分層發白，而且對于內腔主梁已經出現疲勞損傷，已經泛白。對應的主梁褶皺出現疲勞損傷，損傷的程度需要立即維修，如果再不維修，發展下去就有可能葉片發生斷裂。這個是葉片到這個程度就無法修復，需要更換葉片。

 

　　在役風機葉片主梁褶皺的維修。

 

　　首先我們需要確定主梁葉片的損傷深度，根據損傷深度確定打磨的范圍，嚴格按照工藝要求修復成形。我公司能夠出具詳細的葉片損傷報告，有針對性地出具維修方案，應對維修過程進行嚴格的質量控制。目前我公司維修的主梁褶皺損傷葉片有500余支，遍布河北、新疆、內蒙等風場；維修后的葉片至今最長運行時間達到4年以上，所有維修部位無一出現質量問題。

 

　　下面是關于葉片增功、增效解決方案。

 

　　目前市場上流行的方案主要有葉尖延長、格林襟翼（音）、擾流板、渦流發生器、葉根弦線延長。我們公司是推薦方案是擾流板加渦流發生器，主要是以下幾點：第一操作性，此方案操作簡單、方便，使用雙面膠、結構膠粘接即可；第二增功效果，眾多理論和實踐證明能力提高電量在1.5-3%；安全性，對于機組安全極限載荷影響小于3%，疲勞載荷影響小于1%，對于葉片此方案不對葉片結構造成任何破壞。

 

　　這個是經驗公式Xfoil，Xfoil可以幫助我們獲得原始翼型的表面流動分離點和速度；經驗公式可以幫助我們獲得渦流發生器的初步位置、高度、扭角等測定參數。

 

　　這是我們公司在現場安裝的施工照片和簡要的施工流程，大家可以簡單看一下。由于風場環境是實時變化的，每個時間段的風剪切、湍流強度、空氣密度是變化的，所以我們采用的是相鄰兩臺機組功率對比的方式進行驗證，也就是相鄰兩臺機組中一臺安裝增功附件，一臺未安裝增功附件來進行對比。這是我們在承德某風電場安裝增功組件后實施的數據，大家可以看到增功發電量約2.5%，可見此方案對于增功增效是有效果的，可以給風場帶來經濟效益。

 

　　（內容來自現場速記，未經本人審核，如有不妥請聯系修改）