金風科技股份有限公司陳秋華/產品總監(jiān)、部長
各位風電行業(yè)同仁大家好，我匯報的內容大家比較感興趣，讓葉片全生命周期可靠，高效的運行。
我匯報的內容主要是分5個方面，第一是葉片全生命周期管理，第二設計規(guī)范及思考，第三高效葉片的開發(fā)，第四葉片的環(huán)境適應性，第五葉片運行狀態(tài)的監(jiān)控。
第一個是簡單看一下葉片全生命周期是什么樣的？我相信在座或多或少里面的內容，進行材料測試，葉片在設計過程選擇什么樣的材料作為我們基準設計葉片另外設計人員要進行系統(tǒng)性設計，結構設計，主要保障葉片更加好的吸收風能，而且讓葉片更加可靠的運行。設計好葉片和整機進行匹配，包括載荷，我們知道葉片做的越來越大，這個時候可以看到葉片如果如彎太大運行是問題，這個是制約葉片發(fā)展的瓶頸。因為葉片做的越來越大，里面會不會產生失穩(wěn)現象，葉片設計完之后，進行生產階段，同樣設計如果不同的生產，導致設計是否符合原來的要求，這個是值得拷問。同樣的設計在不同的廠家存在這些問題，有的葉片廠家生產的葉片斷了很多葉片，設計和生產能不能匹配出來，有工藝是不是可以符合出來。
葉片生產完之后，載荷的測試能不能滿足載荷，我們做認證的時候，載荷的復雜性對認證要求越來越嚴的情況，如何滿足要求。葉片生產完之后，進行運輸吊裝，整個全生命周期各位或多或少參與里面某些環(huán)節(jié)，我們把整個產業(yè)體系建立它的信息把脈，從設計，工藝，人員，材料，設備，生產，缺陷，運輸，吊裝，運行檔案建立起來，我們發(fā)現運行狀態(tài)是不是滿足運行情況，滿足設計要求，里面一旦出現問題，我們查檔案，在哪一個環(huán)節(jié)出現了問題，我們就是這樣去進行全生命周期葉片的管理。
我們把發(fā)現的問題提煉出來，看有沒有一些問題建立標準和規(guī)范，對后面的設計和生產進行指導。這個是最新的一些規(guī)范，有兩個規(guī)范，一個是GL規(guī)范，一個是IEC，GL是千片校核規(guī)定，IEC不含葉片校核規(guī)定。里面做了什么規(guī)定，對未來葉片設計以及生產，以及我們降成本帶來什么樣的影響。按照GL規(guī)范來說，安全因子包含了載荷，老化，溫度，成型工藝，后固化等等一系列的因素，GL2010SF浮動范圍是2.0到2.64，但是到DNV—GL考慮到1.88到3.18，IEC61400—5SF浮動范圍是1.2到2.97。
螺栓的校核方法：采用VDI2230工程算法計算螺栓極限強度、疲勞強度，計算過程中利用工程經驗數據，對相關參數近似取值，同時對于葉片根部結構、變槳軸承及輪轂考慮不足。有限元計算將葉片根部結構、變槳軸承及輪轂考慮到計算模型中，進行整體計算，考慮結構細節(jié)更全面；疲勞計算考慮時序載荷，進行疲勞損傷累計計算。
新葉片認證導則中，將生產條件作為一個重點因素來考量設計。以鋪層極限分析為例，生產影響的因子（Manufacturing effects）分為3檔：1.3-葉片設計及分析僅使用通用的材料性能及生產條件（未對特定生產條件進行評估）。1.1-葉片設計及分析根據假定的生產條件進行了優(yōu)化。1.0-葉片設計及分析所采用的材料性能及分析方法都在特定生產條件下進行了驗證。
我們如何去降低我們的成本也是我們考慮的問題。另外一個是制造因素，什么樣的制造條件可以選擇1.0，什么制造因素需要1.1，什么制造因素需要1.3，我們把生產工藝提高起來，能不能達到1.0的水平。
高效新翼型的開發(fā)，適用于長葉片的高雷諾數、高升阻比翼型，提升葉片在發(fā)電量方面的競爭力；顯著提高升阻比和升力系數（下圖為某新翼型與同厚度常規(guī)翼型升阻比、升力系數的對比）綠色為新翼型數據。
制造工藝因素與設計相關性在規(guī)范中的越來越重視，針對結構鋪層和夾心結構需要考慮位置偏差、鋪層遞減、纖維角度偏差、褶皺、發(fā)白、纖維含量；針對粘接需要擴充表面處理、粘接膠自由端外形，氣泡，粘接厚度，固化度，后固化檢查方法。1.0以上制造缺陷的影響通過實驗量化評估，結合制造夠差在葉片的設計計算中考慮。1.1以上制造缺陷的影響通過理論計算分析評估。1.3來進行實驗以及計算分析上述缺陷。
我們可以不可以引入一些增值部件，提供發(fā)電量，像VG的方法提高發(fā)電量， VG就是抑制根部氣流分離和穩(wěn)定尖部氣流，擾流器用來改善根部過小弦長和扭角，翼刀改善根部流動，副翼/格尼襟 翼調整葉片載荷提高發(fā)電量，葉尖小翼可以提升發(fā)電，降低噪聲。
隨著機組大容量開發(fā)的需求，葉片長度增長，也帶來了一些問題，比如說葉片氣彈問題，整機引入多體動力學分析，第二凈空問題，通過新材料的使用，包括減輕重量+增加剛度。如果這塊可以完成的話，我們葉片是不是可以做的更加長。
葉片環(huán)境的適應性，南方項目冬季葉片結冰情況普遍存在，從葉片及控制側定多個角度真最性的提出解決方案。高海拔項目，環(huán)境空氣密度低，葉片容易出現失速問題，從翼型設計到控制策略都需要做相應的設計調整。我們的葉片設計的時候，是不是可以增加更多的裝置，改善氣體流動。風沙、降水量大的項目，容易侵蝕葉片前緣，影響葉片氣動性能，需要對前緣進行保護。前緣保護產品能夠有效減緩基材及涂層的衰退。我相信在座很多做這方面的研究，我們現在用了一些方案，基本全部采用葉片保護的方式。
對于說一下葉片運行狀態(tài)的監(jiān)控，我們看到一方面需要提高發(fā)電量，一方面是載荷，如何提高發(fā)電量和載荷的平衡，我們加一些傳感器進行一些監(jiān)控，讓它可以更加長周期的發(fā)展，由于時間關系，我今天演講就到這里，謝謝大家！
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