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以下为发言全文:
周铭:大家好,很荣幸能给大家进行一个风机叶片前缘防护技术的交流,这里先来看一下叶片前缘腐蚀问题,刚才刘总也说了,丹麦是全世界第一个海上风场,在1991年运营的一个,叶轮直径只有35米的一个风机。在停止运营之后,即使是那么小一个风机,它也有前缘腐蚀的情况。所以像前缘腐蚀这种情况,它只是一个时间问题,它早晚都会在风机叶片上出现的。
腐蚀的主要原因就是因为雨水的冲击,我们称之为雨蚀,会对风机叶片表面材料进行冲击,冲击完之后会发生一个材料逐渐剥离的情况。前缘腐蚀首先是对空气的动力会造成干扰,会影响你的气动,从而导致年发电量的损失。我们现在看出来,年发电量损失最多可以达到5%到6%的程度。风机前缘防护的材料,现在主流有三种,第一种是涂料,是最早的方法,涂料的方法出现在风机的转速在65米每秒左右的时候。第二种就是胶带,胶带这种材料出现在风机的75米到80米,它发明面世的阶段。接下来就是一个前缘的软壳,这是我们公司的产品,出现在风机90米每秒左右一个时刻。
我们把腐蚀分成几个等级,到等级四阶段,你的风机发电量损失会达到5%到6%的程度。损失的程度,对你修复叶片产生一个困难,程度越高修复叶片就越困难,修复的成本也会越高。我们这边先介绍一下前缘防护解决方案,就是一米的软壳,是定制化设计,可以根据叶片外形进行定制,可以完美适合各种类型的叶片。我们的前院防护模有压敏胶,方便你在风机改造现场也方便在工厂进行安装。它上面还有二维码,二维码可以对产品质量进行全程的追溯。我们ELLE时间线是这样的,这个风机现在在丹麦的海边,每隔一年会看一下,至今为止没有任何腐蚀情况也没有其他的问题。到2017年,我们开始已经上批量了,在2018年的时候,我们库里面已经拥有各种各样的叶片软壳,不管什么样的叶片,我们都有一个形状可以给你做一个适配。到了去年,我们有一个爆发式的增长,大家都开始重视前缘的问题,也开始使用了我们的这个。到今年有一个压敏胶,可以让库存时间长达18个月,基本上可以覆盖整个叶片的生命周期。这边是一个交付区域,我们在世界各地都有交付,各种各样的环境都有,北面饥寒的阿拉斯加,还有菲律宾都有应用,最多的是在欧洲和美国,中国是从2018年开始进行的安装情况,这个在全世界范围内已经有三万个叶片的业绩。
使用的是“即插即用方案”,ELLE为现场作业而设计,使用吊绳或吊篮都可以进行安装,快速安装流程确保最短的停机时间。ELLE可以在多重气候条件下安装. 温度范围5摄氏度到35摄氏度,相对温度30-90摄氏度,安装过程无HSE危害。
讲完这个之后,我们也提一下新的DNV-GL,现在从2018年2月份DNV-GL出了一个新的规范,就是0171,这个规范针对于雨蚀的测试,跟以前的标准最大的优点不是说夜间速度有变化,或者说雨量有变化,最大的优点说明在实验当中必须要采集什么样的数据,这个数据稍候会提到的。与此同时去年年底,DNV-GL有一个实践性的规范就是0573规范,结合之前0171,可以通过一系列现场的数据,收集完这些数据就可以知道,如何评估一个前缘防护的系统,它在现场应用的时间,评估前缘防护系统的寿命。
这两个规范都是由行业内自发的组织形成的,像图上这些公司都是这个组织的成员,大家集体商讨推出这样一个新的前缘腐蚀规范。我们现在来看一下0171测试规范,测试的规范是有一个失效模式,进行雨蚀测试的目的是评价特定冲击速度下(雨滴)冲击数量与损伤的关联性,这种情况下失效模式通过可视化的“初蚀”和“击穿”来进行评价。做完测试之后,我们可以看一下右下角这张图,在冲击速度和冲击数量上可以建立一个线性的曲线。也就是说,当我的这个在什么样的冲击速度,在什么样一个雨水冲击量之下会产生这样一个情况,我们可以把它定义成这样一条曲线出来,把实验数据收集下来定义曲线。之前很多客户就问我们,我用100米每秒或者160每秒做出来的有什么区别?这个新的一个标准就可以很好解释,你在不同的速度条件下,它的失效模式到底是什么样的。
我们再看一下0573,它需要收集一系列材料数据,这个标准定义了对于前缘防护材料和系统的测试程序。测试结果可以用于评价前缘防护系统的耐用性。材料性能:密度,音速,厚度,接下来还有0171测试的性能,比如说抗雨蚀性能、剥离附着强度、疲劳强度。收集完材料本身数据之后,我们再收集一下风场的数据,比如说风场的位置或者是年降雨量是多大,风机的叶片长度,风机的高度,还有当地的平均风速和风机的转速。收集完这些数据之后,我们就可以进行一个评估,评估的方法大致就是这样的,首先先用刚才说的0171建立一个速度和数量的曲线。测试条件分这么几个,有一个雨滴的大小,有一个旋转速度,一直要做到材料发生初蚀之后。这边也提一下,各个因素影响的效果是这样的,像旋转速度是最影响测试结果的,根据材料特性、风机和环境输入数据,可以为前缘防护系统对特定场地和特定风机的耐久性进行分类。
雨数据:通过了解给定场地的年降雨量来获取降雨数据。我们目前正致力于建立一个全球降雨地图,因此通过了解该地点的纬度和经度,我们可以相当准确地,估计年降雨量。风数据:由平均风速和风机的叶尖速比(TSR)确定。我们能够依此计算叶片在特定速度旋转的时间。
RP-00573:基于DNVGL RP0171建立VN曲线、使用ASTM E739计算VN特征曲线、使用Springer 模型确定雨蚀强度、计算确定特定站点和风机的前缘防护系统的生命周期。
当然这里只能拿我们自己的进行模拟,因为手上没有其他的签约防护的资料。这边有一个混合型的方案,也是市面上比较常用的方案,像这一个50米的叶片,它在0到30米位置用的是前缘防护期,这里是用的膜。这里有一个一的曲线,这个是表示比初蚀更严重的腐蚀,这个相当于比图片上,那边有一个图片,图片上的点更小的腐蚀,还没有出现点蚀的情况。这个叶片运行完十年之后的情况,你们可以看到像七的话,基本上腐蚀往上已经偏高了,甚至再运行十年可能就会出现这样一个初蚀的情况,我们的膜还是比较稳定的。
我们在做完这些分析之后,我们还可以收集一下风场的信息,就是刚才说的按照列表收集一下这些信息。收集完这些信息之后,我们可以给任意一个风场出一个报告,就像现在这个图上是在澳大利亚风场的报告,它是一个79米的叶片,它的叶尖转速是88每秒,风场年降雨量比较高,相当于在广东或者是海南那边比较高的情况。这样做下来之后,我们的膜可以做到在20年之后才会产生初蚀,但是普通的漆只能做到0.4年,差不多五个月的样子就会产生初蚀。左下角那张图有一个波浪曲线,你在进行一个一年或者是两年的周期,你要对这样一个前缘防护期进行修复,但是如果使用这个膜就不需要进行修复。如果有需要的话,我们可以为任何一个站点都出这样一个报告,这也是根据刚才说的0574做的一个报告。
同样也可以说看一下前缘腐蚀对度电成本造成一个什么样的影响,刚才也说了,前缘腐蚀会造成5%到6%年发电量的影响,同时也会增加维护成本。这里有另外一个算法,结合刚才的风场报告,你们能够提供风场的电价,风场的一些维护标准之后。我们可以算一下,如果使用我们的投资回报率是什么样的。这边是一个案例,这是在阿拉斯加的风场,风机比较冷,用的是1.5兆瓦的风机,风速8.5米每秒,当地环境比较恶劣,叶片长度只有37.3。这个风场受到前缘腐蚀问题非常严重,所以它也评估了各种各样的方案,最后也选择了我们这个膜的方案。
使用这个膜之后,我们算了一下当地的投入,即使是像这么小一个风机,使用三年之后可以把这个成本直接覆盖掉。也就是说,你三年之后就可以把这个成本给收回来。
以上就是我这边介绍的内容,如果大家有兴趣可以到我们展台跟我们再一次进行交流,谢谢大家!
(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)
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