2019年8月21日上午，由東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)主辦的2019中國風(fēng)電葉片運(yùn)維技術(shù)專題研討會（CWPM2019）在無錫市錦江大酒店隆重開幕。會議期間，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，通過吸注樹酯來完成對玻纖布的浸潤，并在一定加熱條件下進(jìn)行固化。基本多為單向玻纖布，在布層鋪設(shè)時(shí)如果對涂層拉力不均勻，鋪設(shè)不平整，固定補(bǔ)牢顧，玻纖布就會存在松散、彎曲的形成，在真空吸注時(shí)存在玻纖布松散便會產(chǎn)生褶皺。
早期葉片主梁一般是殼體，加之行業(yè)內(nèi)對褶皺缺陷的危害認(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于葉片的生產(chǎn)質(zhì)量過程控制比較嚴(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，內(nèi)側(cè)的玻纖布就會產(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)行過程的疲勞損傷，風(fēng)機(jī)葉片主梁褶皺的存在會加速葉片運(yùn)行過程的疲勞損傷，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缺陷及時(shí)維修處理，損傷區(qū)域會急速擴(kuò)張并產(chǎn)生斷裂的發(fā)生。每年風(fēng)場因葉片褶皺缺陷造成的直接、間接經(jīng)濟(jì)占風(fēng)場運(yùn)營成本的很大比重。
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)場葉片因主梁褶皺導(dǎo)致弦向裂紋，之前請第三方公司檢查說沒有問題。前些天聯(lián)系到我們公司，秉著對業(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)場對此葉片對應(yīng)內(nèi)腔進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)對應(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。可見葉片維修檢查人員的專業(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，會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)生斷裂是比較長的過程，所以我們需要定期對葉片進(jìn)行檢查，做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早處理。
下面說一下在役葉片主梁褶皺損傷檢查。
主梁存在褶皺的葉片，長時(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)致其無法承受運(yùn)行載荷時(shí)，葉片就會發(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，如果錯過了檢查維修時(shí)機(jī)，將發(fā)現(xiàn)災(zāi)難性失效。我們公司對葉片檢查維修人員進(jìn)行專業(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)轭愃频膿p傷出現(xiàn)在葉片的不同位置對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，做到描述明確，需要確定褶皺的長度、寬度、高度以及深度，只有這樣才能便于后續(xù)有針對性地出具維修方案，通過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，而且對于內(nèi)腔主梁已經(jīng)出現(xiàn)疲勞損傷，已經(jīng)泛白。對應(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，有針對性地出具維修方案，應(yīng)對維修過程進(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；維修后的葉片至今最長運(yùn)行時(shí)間達(dá)到4年以上，所有維修部位無一出現(xiàn)質(zhì)量問題。
下面是關(guān)于葉片增功、增效解決方案。
目前市場上流行的方案主要有葉尖延長、格林襟翼（音）、擾流板、渦流發(fā)生器、葉根弦線延長。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%，對于葉片此方案不對葉片結(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、扭角等測定參數(shù)。
這是我們公司在現(xiàn)場安裝的施工照片和簡要的施工流程，大家可以簡單看一下。由于風(fēng)場環(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機(jī)組功率對比的方式進(jìn)行驗(yàn)證，也就是相鄰兩臺機(jī)組中一臺安裝增功附件，一臺未安裝增功附件來進(jìn)行對比。這是我們在承德某風(fēng)電場安裝增功組件后實(shí)施的數(shù)據(jù)，大家可以看到增功發(fā)電量約2.5%，可見此方案對于增功增效是有效果的，可以給風(fēng)場帶來經(jīng)濟(jì)效益。
（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請聯(lián)系修改）
