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艾尔姆赵楠:高可靠性的海上风电叶片设计

国际新能源网  来源:能见  日期:2017-10-19
   2017年10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京隆重召开。在中国国际展览中心(新馆)“风电叶片大型化技术”专场,艾尔姆风能叶片制品有限公司工程技术和海上产品总监赵楠带来高可靠性的海上风电叶片设计主旨演讲。

  以下为演讲内容:
 
  赵楠:谢谢田总的介绍。
 
  亲爱的各位领导,各位风电同仁,非常高兴能再站到这里和大家分享我们公司对于叶片,尤其是海上叶片的认识。
 
  今天演讲题目是如何通过设计来保证海上产品的可靠性。
 
  因为时间关系,我们就不多介绍标题了,我们公司大家可能很熟悉了,我也不多作介绍,我们一直从事风力发电机叶片开发工作。
 
  从去年到今年我们有新的变化,首先我们知道我们巴西有一个工厂,现在运行很好,除此之外在印度开了一家工厂,土耳其工厂已经动工,法国的工厂也在动工,除此之外我们在全球工厂也在投产。
 
  大家知道我们今年在早些时候被GE公司收购了,在这里我们想澄清一下我们会继续为其他客户提供高性能的叶片,我们作为独立叶片供应商的宗旨是不变的。
 
  在海上叶片呢,我们从1991年开始就已经做了海上叶片,当时叶片是LM17米的叶片,大家知道1991年丹麦的风场已经退役了,很多产品已经被拿下来做研究,我们的叶片也是这样。
 
  我们在全球已经超过七千个叶片池,这样一个运行经验,有超过7000个叶片年的经验。
 
  所以说在海上呢,我们其实积攒了很多叶片运行、设计维护方面的经验,但更多的是积攒了很多教训,在这方面会和大家分享。
 
  首先大家都知道对于一个风机来说,它的风轮就是它的发动机,风轮几乎是对于整个风机的出力来说起到关键作用。对于海上风电来讲,由于一个因为叶片造成的停机,可能是可靠性引起的,或者其他方面引起的,都会对业主造成巨大损失,尤其是海上叶片的可达性,各种原因,可能一个叶片出了问题之后,半年都无法进行更换和研究,对业主来说损失巨大。
 
  这里面展示一个数据,我们从欧洲,包括中国一直讲,如果降低风电成本,包括海上风电成本,因为海上风电本来就比陆上风电高很多。我们要做更大的风机,还有更大的风场。过去我们开发风场是50兆瓦,现在海上逐渐放开了,给了业主和风电同仁很大机会,可以把成本降下来。
 
  除此之外还要降低固定资本的投入,很大一部分固定资本其实是用来降低风险的,所以一个可靠性很高的产品对我们降低风险也是很重要的。
 
  刚才我们已经讲了,为什么可靠性对于海上风电非常重要,这里面涉及到船的可达性,吊装船,甚至人工,这个各方面都会涉及到海上风电是更加重要一点。
 
  也举几个经验教训,在海上的前缘腐蚀是一个非常非常大的问题,前缘腐蚀有几个关键点,刚才有同仁介绍了,现在我们叶片叶间速度达到90米/秒,LM记录是108米/秒,这个速度非常快,折合400公里/小时,速度是非常快的,大家可以想像一下你在高速公路上开车,把脸伸出去,天上下雨落到脸上像刀割一样。
 
  叶片前缘腐蚀会造成很大问题,更多的是对于发电量的损失,前缘一旦腐蚀以后,维修是很困难的,前缘腐蚀会有开放性破坏,一旦破坏一点以后,这个破坏会很快向局部破坏,可能过半年看可能就是一个面的问题。
 
  针对前缘腐蚀各个公司都有保护方式,我们推出的方式叫做ProBlade,早期是胶带,现在ProBlade寿命可以是胶带的3倍到5倍。
 
  再跟大家分享一下,我们在做前缘防腐的时候也做了很多天气和雨滴的研究,从欧洲来讲,欧洲海上风电做得很好,还有很多做前缘保护胶带,为什么他们寿命比我们长?很重要一点就是雨滴大小,欧洲的雨更多是毛毛雨,一个雨的直径是1到2个毫米,下降速度也会慢一些,对叶片造成冲击也小,中国的雨滴是2到3个毫米,每一个雨滴对叶片造成的冲击是很大的,也跟我们中国自身的环境有关系。
 
  前缘防腐还是提醒大家,这是很重要的技术。
 
  第二个是防雷,刚才有同行展示了防雷测试,非常好,我们对于最新的IEC的标准来说,其实对整个防雷来讲,我们对雷电知识还是知道很少,一百多年前富兰克林发明了避雷针,我们现在还在用,并没有太多创新性技术运用出来,确实我们对于雷电知道太少了,大家如果有条件的话可以到专业实验室对自己的防雷系统进行测试。
 
  艾尔姆采用什么方式呢?我们用全绝缘的保护系统,不会有其他雷电先导。那么这次展会我们也看到其他厂家展示自己叶片的界面模型,导雷线皮很薄,风险性很高。
 
  防雷有基础的理论,希望大家能多一点重视吧,虽然大家说的多做的少,最近看到一个客户,它的防雷体系的导线做了一个U字形,一个导线那么高的电流,这两块导线相当于是磁铁,互相吸引,如果给一个高考的孩子,让他看,我估计他一眼能看出这个问题,为什么这么多年做风电的同事没有考虑到这个问题?可能最基本的给忽略了,海上遭雷击的可能性比陆上还大,一旦糟雷击以后维修还很困难。
 
  刚才讲的是新的技术,在技术应用过程中,对新开发技术的验证工作,有的时候我们做了很多技术,可能很快推向市场,后来发现有很多问题,所以对新技术开发的时候大家能花更多时间进行验证,这里面如果做作有业主和整机厂朋友,希望给大家更多的时间,我们没有更多时间做基础的验证工作,尤其在海上,让我们多做一些基础验证,对大家都是好的事情。
 
  接下来讲海上叶片的工业化生产也是非常重要的,过去陆上叶片一下做10个模具,7×24小时做,但是到海上成本太大了,生产是一个问题,我们学习曲线更长了,我们量也没有那么大,所以整个行业来说,主机厂商,国外主机厂商抱团取暖,国内的厂家也到国外寻找技术。
 
  对于我们叶片厂家,如果让我们降低成本,主要看生产的量,量要稳定,这个学习曲线才能缩短,让我们生产成本才能降低。
 
  最后提一下,对于海上叶片,这个是我们公司一直以来的理念,我们要对全产业链进行一个监控和研究,我们做叶片不止研究叶片,我们研究工艺、材料、设备,这一系列的我们都要付出更多努力。
 
  大家看到说艾尔姆你用聚酯,你的叶片应该更便宜,但是你只看到一面,我们叶片只有树脂是聚酯,我的玻纤是碳玻混杂的,有很
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