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風(fēng)機(jī)葉片檢測有了新技術(shù)

2017-08-17 09:53:03 中國能源報(bào)   點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
據(jù)最新預(yù)測,到2030年全球風(fēng)電總產(chǎn)能將達(dá)到2110吉瓦,占電力總供應(yīng)量的20%。因此,需要效率更高、更可靠、壽命更長的風(fēng)電機(jī)組。葉片是風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件之一,其造價(jià)占整機(jī)造價(jià)的15%—20%左右,同時(shí),葉片也是風(fēng)電
據(jù)最新預(yù)測,到2030年全球風(fēng)電總產(chǎn)能將達(dá)到2110吉瓦,占電力總供應(yīng)量的20%。因此,需要效率更高、更可靠、壽命更長的風(fēng)電機(jī)組。葉片是風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件之一,其造價(jià)占整機(jī)造價(jià)的15%—20%左右,同時(shí),葉片也是風(fēng)電機(jī)組中最容易受到損傷的部件之一。一旦受損,常額外造成數(shù)百萬元的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
 
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,風(fēng)電葉片的故障源頭有三個(gè):一是原材料問題,二是制造或者工藝缺陷,三是設(shè)計(jì)因素。而就故障種類來看,則是以結(jié)構(gòu)脫落占主體。
 
“風(fēng)電機(jī)組葉片運(yùn)轉(zhuǎn)5年左右,起到外固合保護(hù)作用的膠衣已被風(fēng)沙抽磨至最低固合力點(diǎn),原始葉片粘合縫從外觀上已清晰可見,此時(shí)葉片完全依靠內(nèi)粘合來運(yùn)轉(zhuǎn)。由于原始葉片彎曲、扭曲的內(nèi)粘合受粘合面不均勻、受力點(diǎn)不均,風(fēng)電機(jī)組的每一次彎曲、扭曲和自振,都可能造成葉片的內(nèi)粘合縫處自然開裂。尤其是葉片的迎風(fēng)面葉脊處,是葉片受損最嚴(yán)重的部位,自然開裂率最高。”一位風(fēng)電場運(yùn)維人員表示,“如果風(fēng)場巡視未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象,風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),葉片折斷、摔落現(xiàn)象極有可能發(fā)生,造成嚴(yán)重事故。”
 
對于風(fēng)電葉片故障來說,最好的運(yùn)維方式就是提前預(yù)防。這不僅體現(xiàn)在風(fēng)場后期的定檢、巡檢,更重要的是要在葉片的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)就要杜絕原材料的缺陷。
 
德國弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所(IAF)日前開發(fā)了一個(gè)用于葉片材料質(zhì)量控制的掃描檢測裝置,就可以更好地為葉片材料把關(guān)。
 
據(jù)介紹,該裝置具有三方面特點(diǎn):一是可以檢測識(shí)別復(fù)合材料的缺陷。在葉片制造中,需將近百層玻璃纖維有序?qū)盈B,層間多用環(huán)氧樹脂粘接。質(zhì)控難點(diǎn)在于,在粘接之前,玻璃纖維層要保持平整光滑、沒有起伏。采用紅外熱成像儀可進(jìn)行大面積表面檢測,而IAF研制的裝置則可以更精確地進(jìn)行深層檢測,且可用于檢測超聲方法不適用的部位。
 
二是橫截面檢測精度達(dá)到毫米級(jí)。材料掃描器的核心是一個(gè)高頻率的雷達(dá),專用軟件可將發(fā)送和接收信號(hào)處理為可視化結(jié)果,從而能夠識(shí)別葉片橫截面毫米范圍內(nèi)的缺陷,比傳統(tǒng)方法更準(zhǔn)確。這個(gè)雷達(dá)模塊采用砷化銦鎵半導(dǎo)體技術(shù),重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,體積只有香煙盒大小,可通過互聯(lián)網(wǎng)輸出測量情況。
 
三是通過縮短停機(jī)時(shí)間,降低維護(hù)成本。目前,主要通過專家敲擊來判斷葉片是否受損。用這種自動(dòng)化的雷達(dá)技術(shù)輔助,可以顯著減少停機(jī)時(shí)間,從而節(jié)約開支,尤其適用于人工維護(hù)難度大的、耗時(shí)費(fèi)力的海上風(fēng)電機(jī)組。據(jù)稱,這種雷達(dá)掃描裝置同樣可以用于采用輕型復(fù)合材料的波音787、空客A350等新型飛機(jī)制造的檢測中。
 
據(jù)悉,該技術(shù)有望在2017年德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上展出。
 
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責(zé)任編輯:lixin

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