浙江恒石纖維基業(yè)研發(fā)部經(jīng)理劉召軍：《高性能玻璃纖維織物在輕量化大葉型上的創(chuàng)新解決方案》

 

　　以下為演講實錄：

 

　　大家上午好，非常感謝組委會給我們這樣一個機會，讓我們把去年一年多時間所做的工作，給大家做一個匯報。我匯報的題目是“高性能玻璃織物在輕量化大葉型上的創(chuàng)新解決方案”。恒石公司發(fā)展歷史的里程碑，1996年成立石門東方廠，至今發(fā)展有50年歷史，近20年快速發(fā)展，公司已經(jīng)進入了良性發(fā)展軌道。2015年香港主板實現(xiàn)了正式上市，目前恒石公司在全球擁有4個生產(chǎn)基地，分別是中國桐鄉(xiāng)、埃及、土耳其、美國。

 

　　隨著市場的推廣和發(fā)展，現(xiàn)在的市場整體分布，國內(nèi)國外大概是1：1.5的比例，整個歐美市場出口占出口的絕大部分，年出口量8萬噸。隨著風(fēng)力市場的回暖，年銷售量每年大概以20%的速度在增長，2018年銷售總量達到14.1萬噸，占全球風(fēng)電市場玻纖份額的25%。恒石公司經(jīng)過了20年的發(fā)展，主要在風(fēng)電領(lǐng)域里有單軸、雙軸、三軸、四軸等一系列產(chǎn)品。各類產(chǎn)品總計有1300多個，目前與國內(nèi)外的知名葉片廠建立了一些穩(wěn)定合作關(guān)系，風(fēng)電客戶18家，非風(fēng)電客戶36家，在這里我非常感謝這些客戶，這么多年來對恒石的大力支持。經(jīng)過20年的發(fā)展和積淀之后，恒石公司形成了自有的一些特色優(yōu)勢：原材料開發(fā)能力、產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)能力、先進設(shè)備工裝水平等。

 

　　接下來進入正題，主要從四方面進行匯報。隨著海上風(fēng)電的興起，剛剛專家也講到了平價上網(wǎng)趨勢的遞進，風(fēng)電葉片綜合成本的居高不下，也就是制約風(fēng)電發(fā)展的主要原因之一。我們一直在想通過風(fēng)電葉片長度的提升，降低葉片的總量提高單機葉片發(fā)電效率。2015年甚至更早時間，風(fēng)電葉片廠每年在以10%速度在增長，葉片的總量也在以幾何數(shù)字在提升。到2018年之后，葉片數(shù)量增長幅度是有一個明顯的回落。這里面跟葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計，生產(chǎn)工藝的改進，特別是材料系統(tǒng)的提升，應(yīng)該有很重要的關(guān)系。一些高性能產(chǎn)品引入到葉片的制造使用和推廣過程中，高性能材料成為一個比較熱門的話題，最早高性能玻璃纖維，到嘗試于一些碳纖維織物、拉伸碳板等新材料應(yīng)用葉片當(dāng)中，對于葉片的輕量化發(fā)展，提供了一個很好的支撐。

 

　　相較于玻璃纖維，碳纖維質(zhì)量性能好，但是價格一直是讓大家望而卻步的，目前一直在降本思潮下，要實現(xiàn)批量化的應(yīng)用，還是任重道遠。近兩年的時間內(nèi)，恒石公司結(jié)合客戶需求，通過采用高模高強的玻璃纖維，開發(fā)了一系列單向多軸向的高性能玻璃纖維織物，總共有20余種。對于葉片輕量化發(fā)展要求，我們提供的第一個建議方案，就是采用高模或者超高模替代普通織物，目的是達到降本提質(zhì)。這是我們已經(jīng)量產(chǎn)的單軸向高模織物，相較于常規(guī)單向織物，18織物無論拉伸壓縮性能都有不同幅度的提升，特別是拉伸性能，經(jīng)常有一些同志問我，你們18織物到底能達到多少？拉伸性能能達到51還是52？就取決于玻纖含量，18玻纖含量如果做得高一點，達到52也是有可以的。

 

　　我們結(jié)合客戶的需求，也開發(fā)了一系列的多軸向高模織物，這些織物的開發(fā)，一方面是為了給殼體的減重，主要的作用是為了適應(yīng)大葉型的發(fā)展，普通的玻纖織物在材料性能上達不到要求。測試性能上來看，在某些方面的性能還是比較突出的，我這里做了一個簡單的總結(jié)。從單向織物來講，高模量織物比普通織物提升15%，多軸向織物相較于普通的織物提高7%—10%的拉伸效能。這種幅度的提升，對于大葉型，特別是未來90米以上的葉型開發(fā)設(shè)計，對材料工程師來講是有了一個更多的選擇。

 

　　我舉了一個高模產(chǎn)品葉片應(yīng)用案例，95.5主要玻纖用量減少了95.5D，除了單向織物，還有高模多向織物也實現(xiàn)了批量使用，我這里沒有一個對比的數(shù)字。高模多向織物的引入，給殼體減重是一個方面，最主要還是解決了力學(xué)性能方面的要求。

 

　　第二種方案大克重替代小克重織物，起到降本提質(zhì)的作用，我整理了一下已經(jīng)開發(fā)的幾款玻纖織物，現(xiàn)在常規(guī)用的EU250變成1560過后，拉伸性能也有一個明顯的提升。同理，除了對于單向織物，我們在多軸向織物也進行了一個嘗試，從驗證的結(jié)果來看，某些材料性能還是有一個明顯提升，大克重織物相比小克織物拉伸性能提升15%—20%，這個幅度比較大，這種幅度的提升，對于大葉片的開發(fā)，也是有一個很好的促進作用，對材料工程師也提供了更多的選擇和可能。

 

　　高模產(chǎn)品在國內(nèi)外的應(yīng)用業(yè)績，除了單向織物還有大克重織物，在國內(nèi)外已經(jīng)實現(xiàn)了批量使用。我相信隨著大葉型開發(fā)的不斷深入，高模產(chǎn)品的應(yīng)用，未來會在更多的葉型上得到體現(xiàn)。

 

　　最后對今天的匯報，以及我提的兩點方案優(yōu)勢做一個簡單總結(jié)。高模替代普通玻纖織物的優(yōu)點：性能有穩(wěn)定提升，材料用量明顯減少、材料綜合成本顯著的降低。大克重替代小克重織物的優(yōu)點，材料性能穩(wěn)中有升，葉片重量明顯降低，生產(chǎn)效率明顯提高，葉片綜合成本明顯降低。為了迎接大葉片的發(fā)展趨勢，還有成本逐漸下降的挑戰(zhàn)，除了從材料更新上想辦法，還需要從結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝改進方面進行一個深入研究，從而使整個全產(chǎn)業(yè)鏈成本出現(xiàn)一個良性的發(fā)展。

 

　　最后讓我們一起努力，為風(fēng)電事業(yè)的美好明天，一起奮斗，謝謝大家。

 

　　（發(fā)言由現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審閱）