2019年8月21日上午,由東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)主辦的2019中國(guó)風(fēng)電葉片運(yùn)維技術(shù)專(zhuān)題研討會(huì)(CWPM2019)在無(wú)錫市錦江大酒店隆重開(kāi)幕。會(huì)議期間,保定葉豐風(fēng)電設(shè)備有限公司副總經(jīng)理安雪松發(fā)表了題為《葉片主梁褶皺維修及葉片功率提升的經(jīng)驗(yàn)分享》的精彩演講。
以下為演講實(shí)錄:
此次和大家交流分享的主要內(nèi)容是《葉片主梁褶皺維修機(jī)功率提升經(jīng)驗(yàn)分享》。我主要從以下幾個(gè)方面與大家進(jìn)行交流:第一是葉片主梁褶皺缺陷產(chǎn)生的原因;第二個(gè)是葉片主梁褶皺的危害;三是在役風(fēng)機(jī)葉片主梁褶皺的檢查;四在役風(fēng)機(jī)葉片主梁褶皺的維修;風(fēng)機(jī)葉片增功、增效的方案。
首先是葉片主梁褶皺缺陷產(chǎn)生的原因。
我們都知道一般葉片生產(chǎn)過(guò)程通常采用真空吸注的工藝方法,先鋪設(shè)若干層數(shù)的玻璃纖維布,排除鋪層之間的空氣,通過(guò)吸注樹(shù)酯來(lái)完成對(duì)玻纖布的浸潤(rùn),并在一定加熱條件下進(jìn)行固化?;径酁閱蜗虿@w布,在布層鋪設(shè)時(shí)如果對(duì)涂層拉力不均勻,鋪設(shè)不平整,固定補(bǔ)牢顧,玻纖布就會(huì)存在松散、彎曲的形成,在真空吸注時(shí)存在玻纖布松散便會(huì)產(chǎn)生褶皺。
早期葉片主梁一般是殼體,加之行業(yè)內(nèi)對(duì)褶皺缺陷的危害認(rèn)知不足,所以葉片主梁褶皺現(xiàn)象比較普遍,但是目前各葉片廠家對(duì)于葉片的生產(chǎn)質(zhì)量過(guò)程控制比較嚴(yán)格,因?yàn)楣に嚥僮鞑划?dāng)而產(chǎn)生褶皺的情況很少發(fā)生,但是由于右邊的情況主梁存在一定的弧度,所以弧頂內(nèi)側(cè)大于弧頂外側(cè)的弧長(zhǎng),內(nèi)側(cè)的玻纖布就會(huì)產(chǎn)生不可避免的褶皺。
主梁褶皺的危害,大家知道主梁褶皺運(yùn)行過(guò)程的疲勞損傷,風(fēng)機(jī)葉片主梁褶皺的存在會(huì)加速葉片運(yùn)行過(guò)程的疲勞損傷,大幅度降低風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命。葉片運(yùn)行初期葉片主梁存在的褶皺一般不會(huì)顯現(xiàn)出明顯損傷,隨著運(yùn)行時(shí)間的推移,葉片主梁存在褶皺的區(qū)域會(huì)逐漸出現(xiàn)表面弦向細(xì)微裂紋,內(nèi)部結(jié)構(gòu)分層發(fā)白等,若此時(shí)仍不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)主梁區(qū)域存在的褶皺缺陷并對(duì)缺陷及時(shí)維修處理,損傷區(qū)域會(huì)急速擴(kuò)張并產(chǎn)生斷裂的發(fā)生。每年風(fēng)場(chǎng)因葉片褶皺缺陷造成的直接、間接經(jīng)濟(jì)占風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)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(shí)發(fā)現(xiàn)并且及時(shí)處理而發(fā)現(xiàn)的葉片斷裂事故。右邊這個(gè)照片是河北某風(fēng)場(chǎng)兩支葉片因主梁褶皺斷裂。這個(gè)葉片是內(nèi)蒙古的風(fēng)場(chǎng)葉片因主梁褶皺導(dǎo)致弦向裂紋,之前請(qǐng)第三方公司檢查說(shuō)沒(méi)有問(wèn)題。前些天聯(lián)系到我們公司,秉著對(duì)業(yè)主負(fù)責(zé),避免斷裂的發(fā)生,我們公司安排一名技術(shù)人員前往現(xiàn)場(chǎng)對(duì)此葉片對(duì)應(yīng)內(nèi)腔進(jìn)行詳細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)位置內(nèi)腔已經(jīng)損傷嚴(yán)重,并且延伸至腹板,損傷已經(jīng)非常嚴(yán)重,葉片隨時(shí)都有可能斷裂的風(fēng)險(xiǎn),目前準(zhǔn)備更換葉片??梢?jiàn)葉片維修檢查人員的專(zhuān)業(yè)性水平和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)是至關(guān)重要的。
業(yè)片主梁損傷是逐漸積累的過(guò)程,運(yùn)行初期也是一個(gè)制造缺陷,第一張照片并未顯現(xiàn)明顯的損傷狀況,隨著葉片運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),會(huì)逐漸演變成葉片裂紋,然后內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)白,通透性裂紋,最終發(fā)生葉片斷裂。其實(shí)從產(chǎn)生到葉片發(fā)生斷裂是比較長(zhǎng)的過(guò)程,所以我們需要定期對(duì)葉片進(jìn)行檢查,做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早處理。
下面說(shuō)一下在役葉片主梁褶皺損傷檢查。
主梁存在褶皺的葉片,長(zhǎng)時(shí)間“帶病”運(yùn)行,且主梁褶皺導(dǎo)致的葉片損傷為疲勞損傷,葉片強(qiáng)度的衰減導(dǎo)致其無(wú)法承受運(yùn)行載荷時(shí),葉片就會(huì)發(fā)生斷裂,所以盡早發(fā)現(xiàn)葉片主梁褶皺缺陷并且妥善處理,才能規(guī)避巨大的經(jīng)濟(jì)損傷,如果錯(cuò)過(guò)了檢查維修時(shí)機(jī),將發(fā)現(xiàn)災(zāi)難性失效。我們公司對(duì)葉片檢查維修人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)性培訓(xùn),所有人員都具備檢查、維修的豐富經(jīng)驗(yàn)。
對(duì)于葉片主梁區(qū)域的檢查首先需要確定檢查葉片的主梁范圍,這是因?yàn)轭?lèi)似的損傷出現(xiàn)在葉片的不同位置對(duì)葉片的危害是完全不同的,比如葉片表面的細(xì)微弦向裂紋,若出現(xiàn)在葉片前后緣芯材區(qū)域可能僅為葉片涂層損傷或外蒙皮損傷;若出現(xiàn)在葉片主梁區(qū)域,若此區(qū)域主有可能存在褶皺并已經(jīng)出現(xiàn)疲勞損傷。對(duì)于主梁褶皺損傷的檢查我們要做到一幾點(diǎn):第一要求定位準(zhǔn)確并確定損傷的具體坐標(biāo),比如這個(gè)損傷是在SS面還是PS面,距前緣后緣多長(zhǎng),做到描述明確,需要確定褶皺的長(zhǎng)度、寬度、高度以及深度,只有這樣才能便于后續(xù)有針對(duì)性地出具維修方案,通過(guò)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(duì)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(huì)引起大家的重視,因?yàn)樗憩F(xiàn)只是表面涂層細(xì)微裂紋,但是當(dāng)我們把涂層打磨掉以后,也就是第二張照片,主梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)分層發(fā)白,而且對(duì)于內(nèi)腔主梁已經(jīng)出現(xiàn)疲勞損傷,已經(jīng)泛白。對(duì)應(yīng)的主梁褶皺出現(xiàn)疲勞損傷,損傷的程度需要立即維修,如果再不維修,發(fā)展下去就有可能葉片發(fā)生斷裂。這個(gè)是葉片到這個(gè)程度就無(wú)法修復(fù),需要更換葉片。
在役風(fēng)機(jī)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(jù)損傷深度確定打磨的范圍,嚴(yán)格按照工藝要求修復(fù)成形。我公司能夠出具詳細(xì)的葉片損傷報(bào)告,有針對(duì)性地出具維修方案,應(yīng)對(duì)維修過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)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(nèi)蒙等風(fēng)場(chǎng);維修后的葉片至今最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到4年以上,所有維修部位無(wú)一出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。
下面是關(guān)于葉片增功、增效解決方案。
目前市場(chǎng)上流行的方案主要有葉尖延長(zhǎng)、格林襟翼(音)、擾流板、渦流發(fā)生器、葉根弦線延長(zhǎng)。我們公司是推薦方案是擾流板加渦流發(fā)生器,主要是以下幾點(diǎn):第一操作性,此方案操作簡(jiǎn)單、方便,使用雙面膠、結(jié)構(gòu)膠粘接即可;第二增功效果,眾多理論和實(shí)踐證明能力提高電量在1.5-3%;安全性,對(duì)于機(jī)組安全極限載荷影響小于3%,疲勞載荷影響小于1%,對(duì)于葉片此方案不對(duì)葉片結(jié)構(gòu)造成任何破壞。
這個(gè)是經(jīng)驗(yàn)公式Xfoil,Xfoil可以幫助我們獲得原始翼型的表面流動(dòng)分離點(diǎn)和速度;經(jīng)驗(yàn)公式可以幫助我們獲得渦流發(fā)生器的初步位置、高度、扭角等測(cè)定參數(shù)。
這是我們公司在現(xiàn)場(chǎng)安裝的施工照片和簡(jiǎn)要的施工流程,大家可以簡(jiǎn)單看一下。由于風(fēng)場(chǎng)環(huán)境是實(shí)時(shí)變化的,每個(gè)時(shí)間段的風(fēng)剪切、湍流強(qiáng)度、空氣密度是變化的,所以我們采用的是相鄰兩臺(tái)機(jī)組功率對(duì)比的方式進(jìn)行驗(yàn)證,也就是相鄰兩臺(tái)機(jī)組中一臺(tái)安裝增功附件,一臺(tái)未安裝增功附件來(lái)進(jìn)行對(duì)比。這是我們?cè)诔械履筹L(fēng)電場(chǎng)安裝增功組件后實(shí)施的數(shù)據(jù),大家可以看到增功發(fā)電量約2.5%,可見(jiàn)此方案對(duì)于增功增效是有效果的,可以給風(fēng)場(chǎng)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。
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