2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在19日上午召開的風電機組技術創新論壇上，中材科技風電葉片股份有限公司工程師蘇成功發表了《拉擠技術在風電葉片中的應用》的主題發言。

　　

　　蘇成功：各位同行、各位專家大家上午好，很高興在這里和大家分享一下拉擠技術在風電行業里面的應用。拉擠就是在行業里已經應用了很多年，但在國內剛熱門起來，據我所知，目前是各個主機廠家、葉片廠家都投入精力來運用拉擠這個產業化應用。 

　　

　　從三個方面來講，第一，拉擠在葉片上的應用背景。第二，拉擠技術在葉片上應用的案例。第三，在拉擠應用當中一些問題。

　　

　　去年我們國家在聯合國大會上宣布，要2030年達到碳達峰，2060年達到一個碳中和的目標，宣布之后，風電行業已經快速的發展了十幾年，我覺得可能以后50年甚至更長，風電行業是一直會更好的繼續發展下去，然后至少是最近20年風電行業還有持續高速發展情況。但現在風電行業高速發展也遇到了一些問題，就是在風電發展的時候葉片越做越大，重量是越做越重，怎么去解決這個葉片的長度跟葉片重量的矛盾，這也是整個行業里面待解決的核心問題。當時是做40米的葉片，現在開始做80多米、90多米，甚至現在研發100多米的葉片，葉片長度是越來越大，葉片的基礎也是，就是根據（2103）海上研究就是有8兆瓦10兆瓦，可能再過幾年，基礎功率會越做越大，突破20兆瓦也有可能。葉片越做越大，功率越做越大的情況下，葉片輕量化的需求，就成為了非常關鍵的方面。

　　

　　下面這張圖可以看一下，這是我公司葉片的長度和重量的關系曲線，第一條曲線是在小型化的時用普通玻纖做的葉片重量和長度的曲線。第二個曲線是高度玻纖做的重量和長度的曲線，這個重量和長度是呈一個指數和關系。第三個曲線是我們超高的玻纖。第四個是我們公司做的拉擠葉片的曲線，可以看到隨著葉片的長度越大，它的重量肯定是越大的，但是這個葉片里面選用的材料對這個葉片的曲線是起到了非常關鍵的影響，材料性能越高，材料本身的密度對葉片的重量是非常關鍵的。 

　　

　　葉片到底需要什么材料呢？這里我總結了一下，一是，對于模量的需求，玻纖發展它最開始的模量是90個Gpa左右，發展到現在大概是在100Gpa，做成我們灌注的玻璃鋼筋大概是超高玻纖，52最多到55Gpa左右，玻纖的拉擠可以突破到60Gpa以上，60Gpa到66Gpa之間，碳纖維也是一樣，我們碳纖維的灌注第一點是（2348）150個Gpa，另外葉片的成本方面，需要比較好的性價比。拉擠現在我們公司研究，應用還少，等到批量化，大規模的應用之后，相信拉擠的材料成本會快速下降，特別是碳纖維拉擠，碳纖維拉擠現在都是小數，將來大數據投產拉擠之后，會降到100以下這個價格。

　　

　　下面分享一下拉擠在我們運用的一個案例，首先分析一下拉擠的灌注和拉擠三個工藝方案的一個對比。灌注它的經驗比較成熟，也是目前科技灌注還有一些部位型號最常用的手段，然后預浸料它的成本還有儲存的缺點，調整碳這個占比，然后調整材料的性能，玻纖拉擠在我們公司運用，基本上通過我們的分析，能夠降低整個葉片10%左右的重量，然后組量本身重量降低大概是在10%，有些型號到12%左右，組量對比的話，好幾個型號都在應用拉擠的技術，玻纖葉片就是我們從2018年底開始介入，通過實驗室灌注的，還有就是拉擠版的小部件、中部件還有就是半個研究，我們積累了比較豐富的制造經驗，一個完善的驗證是降低我們拉擠生產曲線非常關鍵的技術。我們在設計上面，做了測試的研究，從材料方面的測試、界面的測試，材料研速進行全面的驗證，達到技術方面的一個創新。碳纖方面拉擠在我們公司也做了設計的研究和葉片的驗證，據我們研究用碳纖維拉擠對于組量的減用是非常可觀的，因為葉片上其他地方做了振動措施，整個葉片減到8%左右，碳纖維拉擠它主要應用的一個特點就是，可以應用到拉擠能夠降低碳纖維材料本身的缺陷水平，我們認為碳纖維這個拉擠技術是碳纖維應用的最佳的方案。碳纖維整個拉擠，拉擠板在行業里面應用的趨勢，我們分析了國內的多家應用公司，目前據我所知，幾大主基廠商還有就是我們葉片廠商對于碳纖維拉擠都有應用了，玻纖拉擠是我們公司應用是最多的，碳纖維拉擠就是將來在行業里面可以看到這個報告，可能在未來十年之內碳纖維拉擠在主量上的應用是普遍化的發展趨勢。

　　

　　第三，講一下拉擠技術在葉片上應用的一個問題。我們自己做這個研究時也發現了，拉擠板它的本質上是預制的材料，埋在葉片之中，因為它提前預制好了，有一些界面是失效分析的觀點，這個界面總結幾個方面，一個是拉擠板之間承接的失效，第二個拼接縫的失效，還有就是拉擠板厚度倒角是有一個傾斜的斜面，傾斜的斜面也是有一個失效。這幾個失效特別是帶有缺陷比方說會有不可避免的缺陷，可能是灌注到發白或者是有一些局部包的氣孔，還有一些其他的缺陷。像拼接縫一般來說沒有打磨是光面的，這是我們分析的時候是個難點，我們也跟清華大學的老師教授也一塊研究過這些問題，這是將來可能還要超過更大的精力來去分析，另外拉擠板本身好處就是可以定制化的纖維含量，纖維含量越高，它越高，但是纖維含量高了之后疲勞怎么解決，一般就是纖維含量特別高，疲勞才會下降，所以我們根據疲勞怎么平衡這是需要我們里面做一些研究的。    

　　

　　碳玻混（3342）目前我覺得是行業里面應用的一個熱點，碳纖維本身壓縮強度比拉伸強度普遍偏低，我們自己測試的碳纖維的數據，特別是壓縮數據穩定性比較差，這也是碳纖維的缺點，碳纖維和玻纖本身材質也不同，在熱膨脹系數它的一些碳纖維是比較細的，要比玻纖細好多，它的界面性能要更差一點，這里面在碳玻混合的時候機理上的研究要做更多的分析。另外我們碳纖維跟玻纖它的混合形式到底是依存性的混還是不同的混也是非常關鍵的。另外就是我們拉擠板在生產過程中質量控制問題，失效以后有一些褶皺，還有一些殘余，表面起泡等等，另外再生產過程中，可能還有葉片問題灌注不良的缺陷，怎么去更好控制缺陷，是我們研究的關鍵。第四個拉擠在我們的正常生產過程中，它的缺陷的檢測和維修的問題，特別是特纖維拉擠板，它的可見性比較差，目前檢測的方法以及檢測缺陷的數量，可能不同的檢測工具檢測出來的數量不一樣，所以說這一方面是非常關鍵的。另外就是維修，板材用什么方式維修能達到最好的維修效果，以及維修之后怎么去驗證它的強度。這方面除了理論研究之外，還要做一些測試，包括整個葉片的測試。

　　

　　最后一個是碳纖維拉擠板以及碳玻混拉擠板運用防雷設計的難題，碳纖維是導電的，在碳玻混應用的時候，玻纖的介入以及里面電流的分布，會對里面電流產生影響，這樣的話它的防雷擊的時候，怎么去用保護方案，我們公司也做了多個方案的一個嘗試。目前是雷擊審查，還有雷擊審查修護，這是非常關鍵的問題。我的演講就這些，謝謝大家。

　　

　　（根據演講速記整理，未經演講人審核）