葉片前緣保護對于機組性能的影響研究

　　長時間運行后的風機葉片，前緣會出現不同形式的損壞失效。這將大大影響機組的可靠運行和正常發電，同時葉片前緣損傷失效，會使機組的發電效率下降。
　　本文以上海長知實業有限公司大量葉片維修案例為背景，從葉片前緣失效保護角度出發，探究前緣損傷保護機理和前緣保護技術，旨在通過對葉片前緣損傷進行有效處理后，達到如下目的：其一、使葉片前緣恢復到出廠狀態或優于出廠狀態，大大延長葉片運行壽命，提高機組運行可靠性；其二、局部改善葉片的氣動特性，從而提高發電效率。
　　關鍵詞：風機葉片、可靠性、發電效率、前緣保護、維修
　　一、葉片前緣損傷特征分析
　　一般風機葉片的質保期在3-5年，通過對目前國內各大風場的機組運行情況進行調查統計發現，在接近質保期時間段，50%左右的風機葉片普遍存在前緣損傷、保護膠衣脫落、開裂等現象。這對機組的正常運行帶來很大影響，發電效率普遍下降。
　　1．葉片前緣損傷機理
葉片前緣是葉片在轉動時受風阻力最大的部位，特別是在葉尖附近線速度很大，因此前緣部位受到外界的損傷也最大。以40米的葉片為例，葉尖的線速度達到約80m/s，也就是290km/h，對于更長的葉片，葉尖的線速度將會更大。葉尖部位的高速運轉，給葉片前緣到來了很大的壓力。在葉片設計、制造都正常的情況下，葉片前緣是葉片最易損壞的部位，前緣靠近葉尖的部分，通常為距葉尖0-5米，損壞異常明顯。
上海長知自2010年開始，就已經為客戶提供葉片前緣檢修、保護服務，2012年，累計共處理過的前緣損傷葉片834片，占到總維修葉片量48%比例。在上海長知所有維修葉片中，前緣保護占到的比例最大。由此可見，葉片前緣損傷發生的幾率和對機組正常運行的影響有多大。
　　2．前緣損傷失效過程分析
任何事物的發展都要經歷一個過程的演變，葉片前緣損傷失效也同樣經歷一個時間段和失效狀態的演變。一般來講，葉片前緣腐蝕大致經歷以下幾個過程：膠衣沙眼-→膠衣脫落-→玻纖破損-→合模膠脫落-→葉片開裂。
本文為更清楚地展現葉片前緣的損傷失效過程，我們選取了上海長知在2012年實施的幾個風場葉片前緣損傷項目案例圖片加以說明，下圖1為葉片前緣損傷過程示意圖：
 

圖1 葉片前緣損傷演變過程

　　上海長知在對上述風場葉片前緣進行處理過程中，通過和客戶的溝通交流、見證發現，葉片前緣的破損致使上述風機效率減低，由于失速效應，風機不能滿發，發電量受到嚴重影響。
通過上海長知公司前緣保護技術處理后，葉片前緣不僅恢復到出廠狀態，而且優于出廠狀態。更重要的是，通過第三方公司、業主和上海長知的跟蹤統計，維修后的風機發電效率都有不同程度的提高。