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艾尔姆风能赵楠: 叶片前缘腐蚀、雷击…海上风电叶片如何保证可靠性

北极星电力网新闻中心  来源:北极星风力发电网    2018/9/17 8:58:07  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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艾尔姆风能海上产品和大客户总监 赵 楠

艾尔姆风能海上产品和大客户总监 赵 楠为大家带来在主题演讲是:《海上叶片的可靠性》

以下为北极星风力发电网为您整理的发言实录:

各位好,我是来自艾尔姆的赵楠,先给大家放一个小视频,这个是在欧洲运行过的一台风机,视频拍自一台风机看另外一台风机,上面有一个叶片已经折断了。

海上叶片来说可靠性非常重要,如何保证海上大叶片的可靠性呢?我们跟大家分享一下我们的经验。之前我们的海上副总裁Alexis Crama已经大致介绍了一下艾尔姆,我再特别强调两点,第一点就是我们是一家扎根于中国的企业,我们的本土雇员已经超过3500人,中国是我们全球最大的生产基地。还有大家可以看到我们在全球不同的地方都有我们叶片厂,您在未来不同的地方开发风电场我们都可以在当地给您提供叶片。

我们在海上风电我们也有非常丰富的经验,自1991年开始,我们的叶片已经运行超过7700个叶片年,在运行的过程中我们积攒了很多丰富的经验,今天也有一些跟大家分享。海上叶片还有一个发展趋势就是叶片越来越长,未来我相信在中国可能两年到三年之内我们也会看到100米以上的叶片,现在七八十米的叶片是主流,再过两年可能90米的叶片就是主流。叶片长度的加大给叶片生产企业带来的实际上是一个巨大的挑战。这些挑战来源于各个方面,我们可以看到,中间的这张图,过去我们在做叶片的尺寸比较的时候我们中间放的是30多米的叶片,我们跟40多米,50多米的叶片比较,现在我们这个是73.5米,我们在国内生产的最长的叶片,跟107米的叶片比他已经是一个“小家伙”,这个是我们107米叶片的叶根模具,如果我们的工人站在叶根模具去操作的话对我们的生产带来的挑战是巨大的。

超长叶片还有一个挑战首先是设计方面,这个是我们的一个设计窗口大概的示意图,转速,有材料,有噪音等各个方面的限制条件没有放松,所以设计窗口越来越小。材料方面也是一样,我们高模量的玻纤也是没有满足我们现在的需要,如果是80多米的叶片只用玻纤的话可能重要要到50吨,整个传动链的影响可想而知,整机的重量是巨大的。这就要求我们必须要开发新的材料,现在有很多的国内的同行已经用碳纤维了,我们后面也会介绍一个碳玻混合的技术。这是我们丹麦的测试中心,我们在10年以前建造测试中心的时候长度只有60米,完全可以满足整个风电发展的需求,后来我们开发了70多米的,测试中心扩张到80米,到现在为止又不够用了,我们最长的107米,可能世界上能测这样的测试中心也是寥寥无几的。

刚才提到了生产,生产还有一点大家要明白,生产原型机和生产量产叶片是两个完全不同的叶片,我们生产第一套叶片的时候可能花一个月做一个叶片,可是到量产的时候对我们的要求是非常高的,过去我们一套模具比如说做一百套叶片,如果我们按照精装细磨的方式一年也做不了几套,不能满足我们降低成本的需求的,如果转化为量产这中间有很多关键的技术。左上角这个图工人在操作的时候模具的边缘已经够不到,玻纤车也是需要更新我们过去铺玻纤的时候过去可以满足,现在我们碳纤维等需要这种的,因为他的褶皱比碳纤维更敏感,一旦有褶皱很难发现,发现也很难解决,基本上就报废了。

下面这个图讲的是我们量产的质量控制,生产原型机你可以有一百个人盯着,到量产以后各个主机厂都有监造,这个时候就要有一个好的管控体系。我们刚才提到叶片长度的增加带来很大的问题就是叶片的重量会指数级的增加,黄色是我们玻纤级的叶片,如果没有技术开发的话玻纤的重量无限增长,到100米就有80吨了,没有一个风机可以承受这个重量,黑线是为了适应这个市场对叶片重量的需要,我们开发了最新的叫碳玻混合的技术,碳纤维用的越多,成本就会越高。所以我们开发的这个技术可以降低碳纤维的使用,降低成本,同时满足叶片的载荷和重量的要求

接下来我们强调一点就是叶片的前缘腐蚀,对陆上风场我们遇到这样的问题会及时的维修,海上风电由于可达性的问题,前缘腐蚀不能得到及时的维修,带来发电量的损失,对于一个叶片最关键的部分就是它20%的前缘,如果磨损1%带来发电量的损失可以达到10%,,不更换会导致腐蚀的更快更厉害。在这里还要强调一点就是运维,目前在这个行业,没有一个技术可以保证我们海上风电叶片的前缘在25年内不做任何的运维没有任何问题。艾尔姆自己的技术叫做Problade,我们预估的寿命大概是在8年,每8年要对前缘进行一个维护,我们强调的是选择叶片的时候一定要对前缘保护提高重视,选择一款合格的,可维护性高的前缘保护技术。

还有一点非常重要的就是雷击,在我们国家这个有很多,我们海上遇到的会是更多的雷击情况,因为海上一马平川,只有一个风机立在那,最高点就在那。还有一点就是要经过测试,目前最新的标准是要求有多接闪器的系统,而我们推荐的是全绝缘的保护系统,它经过高电压和高电流的测试,可以保证我们可以正常的运转。

我们新的技术如何应用到生产,每一个技术都要经过验证。我们现在风电发展有一个不太好的方向就是大家发展的太快,带来一个很重要的问题就是我们验证的时间过短,陆上的叶片过去我们做叶片测试的时候,挥舞方向100万次,这已经是很好了还有更短的50万次,但是同时带来的问题可能是你的验证无法满足他全生命周期的验证,极限的情况下我把载荷都加上就做一次,所以我们在海上或者是陆上有些叶片,头一两年没有什么问题,过了这段时间以后突然出现大面积的问题,在陆上也许我们还可以解决,但是即使是陆上也有很多的厂商因为这个问题退出,在陆上你有10个风机叶片有问题可能这个风电厂生命周期就收不回来成本。所以对于验证的重要性是不言而喻的,所以也建议大家在选择叶片的时候除了看我们叶片的设计、发电效率、质量以外,我们也要看新技术的应用在这个过程中经过了怎么一个验证的过程。

可靠性对海上风电的意义是不言而喻的,在以前的论坛或者不同的地方我们经常可以看到,海上条件恶劣,到达成本巨大,受天气的制约各种方式都要用到,所以可靠性是我们海上风电发展的第一要务。

这就是我今天报告的所有的内容,希望我们的海上风电发展越来越好,尤其是我们中国的海上风电发展越来越好,谢谢各位。

(发言为电力头条APP根据速记整理,未经本人审核)


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