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中国船级社认证公司朱雷:风电叶片在低风速区的应用

北极星电力网新闻中心  来源:北极星风力发电网    2018/9/14 22:53:09  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2018年9月14日—15日,由江苏省可再生能源行业协会联合中国长江经济带可再生能源装备制造业产业联盟、江苏风力发电工程技术中心联合举办的“2018第十一届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛”于江苏省南京市盛大开幕。电力头条APP将对本次大会进行全程直播,如需了解更多会议直播,请联系微信号:13693626116

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中国船级社认证公司 技术中心工程师 朱 雷

中国船级社认证公司 技术中心工程师朱 雷在“平行会议二:低风速与分散式风电专场”为大家带来的主题是:《从低风速区的应用回看叶片》,以下为北极星风力发电网为您整理的发言实录:

感谢各位同仁给我一个分享我们研发成果的机会。中国大概从2006年开始引进欧洲的叶片设计,当初的叶片主要是1.5MW和2MW的叶片,那个时候我们引进的都是欧洲应用成熟的叶片设计,1.5MW最大的尺寸到82米,2.0MW的到93米,因为中国的平均风速比较低,所以中国就需要可能更适应中国风速的叶片设计,为此于2010年我们就开始希望欧洲人给我们设计更长的叶片,扫风面积更大的叶片。从2010年开始有欧洲人设计的也有中国人设计的扫风面积更大的叶片逐渐的被应用。大概到2015年这段时间我们上了很多的这样的叶片,现在我们回顾一下我们的这些叶片,他们的实际运行情况怎么样?

中国船级社是国际船级社协会的十几家会员之一,包括GL包括其他的一些船级社,我们的认证资质是互相认可的。1999年开始进入风电,从事相关的认证服务。我来自中国船级社质量认证公司技术中心,我们质量认证公司提供9000/14000/18000的体系认证,以及风电设备、集装箱等工业产品的认证。技术中心除了提供技术服务以外还做一些更加深入的研发,这里不多说了。今天讲的主要的是风电。

介绍一下我自己,1994年我开始从事叶片的研发工作,什么是低风速,我这里定义的低风速,两种情况,一种是我们现在新开发的在建的和待建的低风速的风场,选用最新的主机和叶片设计,还有一种是过去因为特殊的原因,我们主机和叶片匹配低于风资源的条件而上马了风场,他的发电是不足的,是需要即改的。

这是我们某同行的厂家他们对风速与叶片的匹配的定义,他们对叶片的型号我们可以看到这是两兆瓦的,二类93之后的100甚至105更长更低风速的叶片,也就是说现在我们在无限的去索要榨取风资源,换句话说,欧洲对低风速的风机乃至叶片的设计经验,已经是不低风速了,因为欧洲根本不需要开发这么低风速的市场。

我们看到这里某一个机位的平均风速不一样,最高的平均风速达到7号6.73,最低的呢?2号,5.44,也就是说我们立一个甚至4个测风塔能不能代表我们现有的低风速风区,同样看看湍流,湍流低的地方3号0.096,湍流高的地方8号,0.176。当然了再往后看看看平均入流角看看风切变指数,我们会发现我们对低风速风场来说,不仅仅是风速个体差异比较大,湍流、平均入流角、风切变指数差异更大,这就需要微观选址数,我们要看看你选用什么样的叶片,你选择的叶片是否够用。

下面我们说说长叶片和低风速的应用,这是叶片的一个典型的结构,在这个地方,叶片的实际厚度发生了变化,这是我处理的一个具体的叶片事故案例,就是这个斜角,这款设计是引进国外的,就是因为国外的设计师也没有经验这个斜角设计的不是足够小,导致这个叶片实际上在设计上是需要更改的,否则他是通不过疲劳的。

再看这个,这是一个叶片破坏的坡面,大家看看这个位置,发现了什么?叶片损害没有发现在胶黏剂的位置,无论是进口还是国产的,胶黏剂都没有出过问题,而这个地方出的是什么问题?很简单设计的问题,而且关于加长的认为在低风速应用的叶片现在大家的设计经验还有待提高。

同时随着叶片的加长,铺层的褶皱敏感性也在加大,早期我们引进的82的、93的欧洲的叶片设计,眼看着褶皱实际上他没有问题,运行的很多的超过10年了没有任何问题。但是同样尺寸的褶皱在我们的加长叶片中可能1到3年都陆陆续续出现了问题了,这种案例也很多。这个时候我要跟大家提醒一下,在目前的叶片行业中常常拿高宽比来描述褶皱的情况,据我们的研究,影响褶皱的因素跨距、曲率、长度、方向、位置、铺层数等等,请大家慎重。

小结一下,从表面看低风速区应用的叶片比较长,展弦比较大,实际上不太简单。第二点以外国设计公司w代表的全球叶片设计团队对低风速区的叶片设计并没有十足成熟的经验,设计失误是可能发生的。第三是最重要的一点,在采购一款风速区应用的叶片之前,加大结构设计和制造场地的评价投入,一定是有回报的。比如说你们买的任何一款叶片都有设计认证,如果是认证60分,你超过3款超过60分论证的叶片你用哪一款?我们可以帮你们做细节的分析,告诉你这款65分,这款75分,这款85分。

再有对于一款新开发的叶片的早期装机我们提一个建议,制定更完善的巡查方案,在萌芽期发现消灭可能的隐患。

关于技改,早期的就是一个特殊原因,明明就不适合的或者扫风面积比较小的也没有选择就被装上了。最下面这个公式大家都知道,增大了扫分面积就可以多获取能量。做一个延长节并不简单,首先你要知道原叶片的外形,然后你要对原叶片的外形进行设计,重要的是结构考核。这样实际上如果说你没有原叶片的外形或者说早期我们买的恩德的,哪个公司说我可以延长,也许他能但是请慎重,因为他从哪得到外形呢?延长结构设计包括3部分,原来的叶片跟延长节的连接,延长节的本体,还有原叶片本身的加强。

叶尖小翼不是单独安装的,有的时候有些企业把延长节做成小翼的形状,不是小翼的增功而是延长节的增功。涡流发生器,在以前没有被更多的人看,但是在最近两年很多的企业都应该在应用了,这个东西确实是有效的,副作用很小,但是可能需要比较强的计算能力,需要工厂叶片以及物流发生器多种资源的配合。

作为增功方式还有翼刀、扰流板、还有襟翼等方式,不是每一种增功放方式都适合他们使用,你们需要有专家支持。而且不是简单的运维队伍都可以施工的。很多的运维企业他们所谓的技术骨干只是昨天某一个倒闭叶片企业的操作工。

总结一下,风力发电机组风轮叶片在中国低风速区的应用技术只是叶片技术的一个细化的分支。在全球风电技术界对于低风速区叶片的认识还不是很成熟,从设计、制造到技改并不简单,需要专业研究。

另外我们是搞风电事故分析的,对于防雷,降噪,抗冰灾,我们都有研究。

谢谢。

(本文为电力头条APP根据速记整理,未经本人审核)


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