各位領導、各位專家、各位風電同仁大家上午好！我跟大家報告的這個是海上風電葉片的可靠性設計。剛才我們遠景的總監已經講了質量，其實可靠性設計是質量很重要的一部分，那我在我的報告里面也有很多很有需要質量，需要關注的地方，更多的是質量的可靠性，設計的可靠性。

　　我的報告有三部分內容：海上風電對葉片的要求；海上葉片設計開發過程；海上葉片設計開發案例。

　　海上環境比較復雜，我簡單總結了一下它的有利條件有兩大兩小，兩大就是年平均風速大，空氣密度大，對于同樣機組配置的主機來說，在海上的環境下它的年平均風速大和空氣密度對年發電量有很大的提升幫助作用。而兩小湍流強度小和風剪切小。兩大帶來的是葉片的極限載荷相對較大，而兩小對葉片的疲勞載荷來說相對較小，這是對葉片有利的地方。

　　海上的不利條件首先就是海上多臺風，究其像我國東南沿海地區，它的臺風中心的風速可能達到30-50米每秒，這樣的話對葉片的極限載荷，尤其是結構的極限承載能力要求很高。它的第二個不利條件就是海上多鹽霧，多雷電，鹽霧使得葉片表面產生電解質，帶電粒子使得雷擊概率增加很多。據有人統計，在海上雷電發生的時候，可能一天有400多次雷擊到葉片的情況。

　　海上的三個不利條件就是運維難度大，海上環境的自然環境惡劣，地理位置又復雜，它的交通運輸也比較困難，使得整個運維難度加大，維護成本非常高。

　　根據海上的特點，目前國際國內發展的形勢來看，海上的機組是呈現一個大型化的發展趨勢，6兆瓦以上的單機容量也是成為未來的主力機型，70米以上也是海上發展的主流，但是葉片大型化也帶來了效率、重量和載荷這方面的一些新的問題。我下面這張表可能很多人見過，這個也是針對隨著長度的增加，葉片的失效模式也發生了很大的變化。從載荷工況，失效模式方面來簡單的做一個評估。這里面數字，比如說5表示的嚴重度就是比較高的，從載荷方面小葉片的時候更加關注的是葉片的揮舞方面的氣動載荷，大葉片尤其是70米、90米以上的葉片重力載荷是成為一個主要的關注點，它的威脅區域也是發生了由原來的主梁到葉根后緣方面。在失效模式方面，小葉片關注的是主梁的失穩、葉尖的變形，大葉片關注葉根粘度的失效，整個過渡區和后緣粘接區成為我們設計開發過程中需要重點關注的一些區域。所以說在葉片長度的增加帶來的尺寸的放大效應引起載荷失效模式的變化，對葉片設計結構可靠性要求更高。

　　簡單總結一下就是對海上葉片的可靠性要求從氣動方面尤其是對發電量要求比較高，結構方面結構的安全可靠。防腐就是防護可靠，防雷要接閃有效，運維方面盡可能減免維修。

　　以上就是整個關于海上風電對葉片的一個發展要求。接下來我講一下海上葉片的設計開發過程。這是整個葉片的整體設計流程，從主機參數的獲取到風場資源參數的確認，這是作為設計輸入，我們進行氣動設計、材料設計、結構設計，通過這個做出來葉片模型，這個葉片模型要與客戶進行迭代。整個迭代的設計過程非常重要，包括我們材料、主機、葉片，這幾個方面，迭代的次數越多，葉片與主機匹配的就越好，我們在將來生產實現，包括后期運行維護更加容易。在設計輸出以后，輸出葉片的3D模型具備開模的條件進行模具制造，這個過程完了以后就進行詳細制圖，工藝設計、葉片試制和葉片測試。

　　這邊在進行葉片結構設計的同時，設計認證還有測試、靜力疲勞、防力測試、IP認識，整個這一塊是對可靠性的重要的檢驗和確認，現在葉片如果沒有型式認證就不能進入市場，這是國家的強制規定，但是也是最基本的要求。

　　這是海上設計的可靠性保障的一個思路，首先我們在設計輸入的時候對這些設計輸入就要做明確的評審確認，對每一個環節進行確認它是否是適合這個葉片的開發需要。在過程控制中，設計開發流程要進行優化，也進行先期的質量策劃。剛才施總也講了很多方法，我們這個過程中前面講到了要進行第三方的評估，在設計過程中確保它是安全可靠。

　　在測試驗證環節，我這里面列了一個圖，這就是一個金字塔式的一個圖表，我們更多的測試驗證工作是在材料端，材料的微觀的區域要進行更多的測試和驗證。昨天很多材料廠家也講到了這種測試，這種測試是對部件測試的一個支撐，到頂端，對于產品宏觀方面的驗證就是型式認證，相對來說用的時間更短，測試的內容更加簡單。在測試驗證后我們整個設計開發要有一系列的輸出，對這些輸出也要進行評審確認，確保結構的安全可靠。

　　海上葉片開發的有些難點，那些難點就是根據產品適銷方面，隨著長度增加帶來的尺寸放大帶來的一些問題，我們兩個難點，一個是低載高效。低傳遞載荷，葉片具有更高效率，產出更多的發電量。一個是輕質高強，結構重量輕，剛度滿足凈空和頻率要求。

　　在氣動設計方面，低載高效運行的選擇要選擇效率更高的翼型，通過對葉片的弦長、扭角、長度的優化來降低葉片的載荷。在氣動設計方面有一個重要的指標，尤其對海上葉片來說在選取效率和間速比的時候，要求CP-（音）波動小，波動小塔頂推力波動小，這樣塔底基礎疲勞載荷小，然后基礎、塔筒設計安全裕度高。可以有效降低葉片的載荷波動幅度，提升葉片的穩定運行。

　　在結構方面就是輕質高強，高性能的材料勢在必行，尤其根據大型化葉片發展的趨勢，70米以上的葉片對重量的要求更高，輕量化的要求，我們在主梁方面更多的要用到碳纖維材料，后緣要用高模玻纖，整個葉片輕量化設計的思路要體現在里面。主梁優化通過有約束的多元函數優化迭代算法，以剛度和強度目標為邊界條件，通過參數化定義鋪層，降低葉片的重量和成本。在葉根方面為了提高效率，減輕葉片的重量，現在提高葉片的可靠性可以采用厚度更大的鈍后緣，這也是近年來使用比較多的形式。在防護方面更多關注接閃器的耐熱性、防腐性，防雷系統的有效接閃率、可在線監測性。

　　測試驗證方面設計認證是必須要做的，我們在進行設計的同時引入第三方進行設計評估，在制造過程中進行IPE的制造過程評估，在葉片制造出來以后進行掛機的測試對氣動進行認證，試驗就是靜力疲勞靜力滿足25年使用壽命驗證，防雷測試也是對認證的需要，葉片結構的保證。以上就是簡單的介紹一下葉片設計開發過程的一個流程，以及我們設計開發過程中需要關注的重點。

　　下面簡單介紹一下中材75米葉片的設計，是在原來77米葉片設計的基礎上進行氣動和結構的優化，以滿足功率和風驅升級的需要，它的整體要求是要求發電量更高，成本更低，這跟我們原來海上葉片是一致的。對它的載荷相對來說基本不變。在弦長方面通過對弦長的優化，通過優化以后減少15m，根據需要由原來的4m變成3.6m。載荷的降低有利于結構優化，在主梁考慮凈空及低載要求，采用碳纖維設計、玻纖的設計，這樣對整機的風輪載荷減少10%，偏航載荷減少10%，基礎載荷相應減少，對整個結構設計也是有利的。通過對葉根的優化，通過采用預埋的螺栓連接，螺栓序列個數也變少了，尤其是鈍尾緣的結構應用，葉根的減重可以實現8%。結構設計完了以后就對結構進行分析檢驗結構與主機匹配的可靠性，我們在分析過程中發現碳纖主梁設計的葉片與玻纖主梁設計的葉片相比，玻纖設計的葉片更加容易接近額定轉速3p的范圍，從這點來看碳纖設計還是有很大優勢的，可以有效的避開共振點。

　　氣彈的驗證是大葉片重要的薄弱環節，我們現在國內國外在這一塊也做了很多工作。我們在對大葉片進行設計完了氣動和結構設計完了也要進行氣談的驗證，在頻域和時域中進行葉片的靜氣彈和動氣彈穩定性分析，確保顫振臨界轉速遠離風機正常工作轉速范圍。

　　結構驗證方面提到靜力和疲勞大家都比較了解，但是部件是被大家忽視的地方，甚至標準也沒有覆蓋，那是我們在以后包括海上葉片上需要重點關注，包括葉根擋板人孔蓋承壓測試，預埋件靜強度和疲勞測試，包括葉片工藝解剖驗證，葉片極限破壞性測試，葉片疲勞破壞性測試。這是結構驗證方面。

　　同樣防雷驗證方面，在防雷系統驗證完了要進行理論驗證分析，完成大電流和大電壓的測試，通過認證使得整個防雷系統更加可靠有效，這個我們有專題匯報。對防護方面針對海上多鹽霧的情況，我們現在采取的辦法就是除了前緣采用仿佛的涂料還有加上保護膜，使得防護更加可靠。我們現在的海上的前緣防護還沒有一個完整有效的方案能確保它使用20年和25年，所以在這里也希望我們材料廠家能在這方面也投入更多的研究，更多的模擬真實的測試，讓運營更長。在吊裝方式為了保護這個方面也要局部加強。

　　以上就是我對整個海上可靠性的一個匯報，但是從我個人的理解來看，早上趙總講到質量方面是從初中升到高中了，但是我覺得海上葉片這塊我們還是從小學可能還沒升到初中，這就需要我們有更多的工作要去做，也吸收多材料廠家、葉片廠家、主機廠家，包括我們的業主，在這里能夠投入更多的精力，把工作做得更細，使得我們海上葉片開發可靠性更強，提供更好的葉片。好的，謝謝大家，我的報告完畢。