第四屆中國(guó)國(guó)際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇（CWPC2018）于2018年3月30日上午在江蘇省阜寧縣天鵝湖大酒店隆重召開，來自海內(nèi)外的200多個(gè)企業(yè)、600多余位風(fēng)電行業(yè)、復(fù)材行業(yè)的精英參加了本屆盛會(huì)。上午的開幕式結(jié)束之后，高峰論壇分別設(shè)置了新材料、新技術(shù)專場(chǎng)，設(shè)計(jì)運(yùn)維優(yōu)化專場(chǎng)，新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)專場(chǎng)，技術(shù)工藝創(chuàng)新專場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)話專場(chǎng)等多個(gè)專場(chǎng)，將呈現(xiàn)大量精彩內(nèi)容。
cp.max Rotortechnik GmbH & Co.KG總經(jīng)理Thomas Rische在設(shè)計(jì)優(yōu)化運(yùn)維專場(chǎng)做了題為《最佳葉片的校正及進(jìn)一步優(yōu)化的可能性》的演講。以下為演講內(nèi)容實(shí)錄：
cp.max Rotortechnik GmbH & Co.KG總經(jīng)理Thomas Rische
首先我想給大家分享一下我們公司的簡(jiǎn)單情況。這邊給大家分享一下我們優(yōu)化的葉片校正的重要性以及額外的空氣動(dòng)力學(xué)的改進(jìn)，最后我想給大家做一個(gè)總結(jié)。
我們公司叫cp.max，是一家德國(guó)的公司，是1997年的創(chuàng)建的公司。我們主要是在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的修復(fù)、校準(zhǔn)或者是優(yōu)化等等。
目前我們公司是非常專業(yè)一家公司，并且我們的業(yè)務(wù)也遍布全球各個(gè)國(guó)家。我們現(xiàn)在也在中國(guó)有相應(yīng)的項(xiàng)目。
一般來說我們主要的目標(biāo)是什么呢？當(dāng)我們?cè)谶\(yùn)行一個(gè)風(fēng)機(jī)的時(shí)候，首先我們肯定要實(shí)現(xiàn)比較好的性能，關(guān)于這個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的話，我覺得肯定要有最好的設(shè)計(jì)，要有最好的生產(chǎn)。除此之外，我們也希望把葉片跟風(fēng)機(jī)做最好的安裝和校準(zhǔn)。這個(gè)聽起來非常簡(jiǎn)單，但我覺得其實(shí)這個(gè)過程是非常之復(fù)雜的。
大多數(shù)情況下這種刀片或者葉片的調(diào)整，都是通過這樣一個(gè)校準(zhǔn)的機(jī)座，我們會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，然后應(yīng)用這樣一個(gè)校準(zhǔn)的圓盤在葉片的底部進(jìn)行校準(zhǔn)，這是我們傳統(tǒng)的方法。有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)校準(zhǔn)的容許量是加減0.2度，總共是0.4度。如果測(cè)量過程中大小是正負(fù)0.3度，對(duì)于校準(zhǔn)的錯(cuò)誤，一般來說沒有任何限制。
在這里如果我們當(dāng)前的流程和問題，大家可以看到會(huì)出現(xiàn)一些校準(zhǔn)的問題，它的最大角度偏差，大家可以看到我們有兩個(gè)參考，一個(gè)是正負(fù)0.3，cp.max是正負(fù)0.1。在現(xiàn)場(chǎng)所有的風(fēng)機(jī)30%的偏差要比這個(gè)差，大概80%的這些葉片相較于我們cp.max的標(biāo)準(zhǔn)，也就是正負(fù)0.1度的誤差，都是比我們這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要差的。
這里大家看到如果校準(zhǔn)不足的話會(huì)帶來的一些影響。首先會(huì)帶來性能的損失，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致載荷的增加，這樣就會(huì)減少我們的使用壽命。同時(shí)會(huì)帶來比較多的磨損和功耗。
像這里大家可以看到，這些就是如果角度偏差帶來的負(fù)面的影響。大家可以看到對(duì)于我們發(fā)電的能源產(chǎn)能輸出影響是非常大的，包括對(duì)底部的彎曲的影響。
這邊給大家分享兩個(gè)方法，我們是如何實(shí)現(xiàn)比較好的校準(zhǔn)的效果。首先第一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)的，我們執(zhí)行起來也比較簡(jiǎn)單的，就是我們會(huì)使用一個(gè)參考的方案。我們會(huì)定義一個(gè)參考方案，然后我們基于這樣一個(gè)參考的參數(shù)來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。我們?cè)倩谶@樣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三個(gè)葉片都進(jìn)行調(diào)整。大家看這個(gè)照片的整個(gè)形狀，然后可以找到偏差，這個(gè)是比較簡(jiǎn)單的一個(gè)方式。
這里大家可以看到底部和尖端的角度偏差，但是還有另外一個(gè)更重要的問題就是針對(duì)整體整合的，如果我們有兩個(gè)葉片的話，或者三個(gè)葉片的話，大家可以看到這些不同葉片之間可能會(huì)出現(xiàn)角度的偏差或者出現(xiàn)一些形狀的偏差。這樣我們就可以使用照片對(duì)比的方法，這樣就可以保證一個(gè)確定的橫截面的方案能夠?qū)崿F(xiàn)最大的優(yōu)化。我們使用這個(gè)方法以后，如果要是出現(xiàn)這些角度偏差帶來的結(jié)果就是振動(dòng)水平會(huì)非常高，并且盡管能夠?qū)崿F(xiàn)比較優(yōu)化的葉片的校準(zhǔn)，它的負(fù)載、載荷仍然是非常之高。
比如說像這里，我們的風(fēng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)的過程中就會(huì)出現(xiàn)非常大的振動(dòng)。大家可以看到在這個(gè)動(dòng)畫當(dāng)中給大家展示的，前后振動(dòng)非常之大。這就意味著我們的刀片盡管能夠按照一個(gè)方案進(jìn)行校準(zhǔn)，但是不同的葉片之間的加冕度（音）是不一樣的，所以針對(duì)這個(gè)問題我們就開發(fā)出一個(gè)新的校準(zhǔn)的方法Text Pitch，我們對(duì)葉片調(diào)整，再做二次調(diào)整，再做振動(dòng)校量。這時(shí)候我們就可以找到問題，所以大家可以看到這個(gè)示意圖，振動(dòng)基本上得到了免除，這樣就可以實(shí)現(xiàn)最大的性能，把振動(dòng)水平降到最低。
這里給大家看一下我們其他的一些改進(jìn)。當(dāng)然最基本的要求就是轉(zhuǎn)子的葉片必須要能夠進(jìn)行很好的校準(zhǔn)，但是有時(shí)候盡管你校準(zhǔn)了以后也可能會(huì)出現(xiàn)一些其他可以改進(jìn)的地方。比如說有時(shí)候平均風(fēng)速比較低的話，這個(gè)時(shí)候可能就會(huì)導(dǎo)致我們的能源輸出會(huì)比較低。同時(shí)有時(shí)候可能現(xiàn)場(chǎng)的條件不太理想，可能會(huì)出現(xiàn)一些空氣動(dòng)力學(xué)的缺陷或者是葉片的設(shè)計(jì)導(dǎo)致空氣動(dòng)力學(xué)方面的缺陷。所以針對(duì)這些問題，我們會(huì)有一個(gè)渦輪的發(fā)聲器和邊界層的障礙物。通過這種屏障，就可以很好地實(shí)現(xiàn)表面風(fēng)速流量的優(yōu)化，同時(shí)也可以在這個(gè)橫截面方向能夠很好地改善風(fēng)向流體的行為。
另外一個(gè)比較重要的就是我們?nèi)~片表面，在這里面我們想改善的是空氣動(dòng)力學(xué)流量，尤其是在葉片轉(zhuǎn)子底部的這個(gè)風(fēng)流，它的潛力是通過這樣一個(gè)方式可以在理論上將我們的能量輸出改善0.5%—1.5%。擾流器的方式不好的地方就是零件比較大，并且比較重，安裝成本比較高。大家可以看到它可以使我們的能源輸出提高1%—2%，對(duì)噪聲的降低的改善也有比較積極的影響。
同時(shí)我們研究項(xiàng)目當(dāng)中，也可以實(shí)現(xiàn)葉片尺寸地優(yōu)化。像這里大家看到的是我們的橫截面的葉板，一般來說我們也是希望能夠?qū)@個(gè)噪聲的減少實(shí)現(xiàn)積極的影響。并且大家看到我們可以把噪聲水平最高降低2個(gè)分貝。但是它對(duì)能源的輸出方面沒有比較明顯的改善。
延長(zhǎng)葉片在這里，大家都覺得有最大的潛力。我們?cè)趫?zhí)行一種研究，會(huì)實(shí)現(xiàn)10%或者是更多的能量輸出、產(chǎn)出。但問題是，現(xiàn)在不止是發(fā)電量、不止是產(chǎn)出增加了，而且成本也上升了15%。
所以另外一件事情是可以作為一種有趣的方法，我們有風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速比預(yù)計(jì)低很多，特別是達(dá)到了下限的極限值，我們可以使用這種方法。但是現(xiàn)在我們進(jìn)行一些新的安裝和組裝的技術(shù)是比較復(fù)雜的，另外我們也是要找到對(duì)延長(zhǎng)值進(jìn)行調(diào)整，這個(gè)時(shí)候我們做了一個(gè)戰(zhàn)略性的研究，34米長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子，分四步延長(zhǎng)了葉片的長(zhǎng)度。
最后我的演講結(jié)束了，講到未來到葉片，我們做了一些前瞻性的研究，包括配有主動(dòng)的活動(dòng)后緣襟翼的葉片，適用性非常大的葉片主動(dòng)的后襟翼的葉片。我們的一個(gè)項(xiàng)目開展了5年，我們的原則是有一種活動(dòng)的襟翼和永久的固定式襟翼，還有一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)可以驅(qū)動(dòng)它。我們開發(fā)了一些特殊的平臺(tái)，專門進(jìn)行測(cè)試。我們確實(shí)意識(shí)到有一些在特定的角度下，結(jié)果是非常好的。我們希望這個(gè)項(xiàng)目可以進(jìn)一步地往下走，發(fā)展成原型機(jī)作為大型葉片的補(bǔ)充。
最后我做一個(gè)簡(jiǎn)要的總結(jié)，我認(rèn)為轉(zhuǎn)子葉片的優(yōu)化的校準(zhǔn)是一種基本要求，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)營(yíng)、最大的風(fēng)力輸出、能量輸出和最小的振動(dòng)。葉片的精確校準(zhǔn)應(yīng)該是每一個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)行更改的時(shí)候都要進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)都要優(yōu)化和一體化的校準(zhǔn)，可以使用特殊的測(cè)試方法、一種矩陣式的方法，和振動(dòng)測(cè)量相匹配。
另外其他的一些額外的空氣動(dòng)力學(xué)的改進(jìn)是有道理的，如果是在風(fēng)電場(chǎng)仍然出現(xiàn)效率的缺陷，雖然說轉(zhuǎn)子可能已經(jīng)調(diào)得很好了，可以實(shí)現(xiàn)渦流發(fā)聲器已經(jīng)證實(shí)，久經(jīng)考驗(yàn)，功率的增益可以達(dá)到2%—3%，葉片的延長(zhǎng)可以有更大的潛力，這種方法比較昂貴，而且現(xiàn)在執(zhí)行實(shí)施比較復(fù)雜。
?。▋?nèi)容來自現(xiàn)場(chǎng)速記，未經(jīng)本人審核）
