劉召軍：風電用拉擠板的進階之路

 

振石控股集團有限公司主任工程師劉召軍

劉召軍：大家上午好!非常感謝主辦方給我機會，下面我將把過去一段時間所做的拉擠板相關的工作做簡單匯報。

作為東道主，在匯報之前我先代表公司和集團歡迎大家，在熱情似火的七月齊聚美麗的桐鄉。我主要從五個方面進行匯報。

首先，背景概述。

過去二十年，風電行業高度發展，2000年以來，全球風電裝機容量年均復合增長率超過21%，預計到2025年新增裝機容量可能達到120個GW。風電風電裝機容量雖然在不斷增長，但風機價格每況愈下，令人苦惱。從原來勇敢站起來，到現在努力活下去，實屬不易。截止到2021年底，海上風機突破了4000億每千瓦，到2022年上半年，陸上風電的價格已經降到了224.海上風機在3500.所以價格非常低。

為了應對價格下降不可逆的趨勢，機組大型化，提升單級葉片的功率是行業共識，今年上半年的朋友圈都被大葉型刷屏，大家爭前恐後刷新葉片的世界之最，為風電人持續創新的精神點贊。

機組大型化給技術帶來很大挑戰，優勢是更大掃風面積、更低切入風速等成本降低，風機利用小時度整體會提高。在利好的同時也帶來不利，比如葉片剛度下降，容易變形，葉片這么大重量急劇上升，成本增加，吊裝和運輸也是問題。

在確保質量情況下提升葉片的剛度，是葉片設計者們要考慮的問題。拉擠板材和灌注成壓板相比有明顯的性能優勢，作為高模量高強度的新材料，拉擠材料對大型葉片的減重降本有很好的優勢，大膽預測未來陸上風電7到90米會大面積大量啟用玻纖拉擠板，90米到200米可能會選擇碳玻混。另外大于100米的超大型葉片預測會大規模采用碳纖維拉擠板。

第二，玻璃纖維拉擠板。

關于拉擠，大家腦海里會浮現出這樣的工藝流程圖，涉及幾個過程，說起來容易，但實際操作很難。特別是將拉擠技術轉化為實際生產力是難上加難了。為了掌握這門技術，我們從拉擠設備到載紗系統到浸膠系統等進行了設計和工藝工裝優化，這一路走了兩年，現在可以自豪說，我們充分認識了拉擠技術。

巨石有四大高模量高纖平臺，E7、E8、E9.等我們開發了系列的玻纖拉擠板，經過穩定性測試，現在的玻纖拉擠板的模量可以穩定達到62到68GPa。

除了有良好的機械性能，疲勞性能也很穩定。離散度不能小，M值大于8.5.為適應風電行業快速發展，滿足這類客戶的交付要求，華美拉擠板完成了10萬噸產能布局，截止到目前完成了5萬噸拉擠板交付，得到了行業10家客戶認可，獲得了客戶的高度認可。

第三，碳玻混拉擠板。

(PPT圖示)這里顯示了三種混法，均渾、碳包玻和玻包碳，我們將樣件做出來做了系統分析，三種混法的工藝各有優劣，均混紗線分得散，容易清理，但排布難度大，監測難度也比較大。碳包玻是碳紗在外面，毛羽清理簡單，板材導電易處理。碳紗的毛羽和玻纖有很大不同，碳紗毛羽本身比玻纖多，加上不停摩挲所以毛羽量更多，堵毛概率更高。另外板材測試易抽芯。玻包碳碳紗在中間分布均勻，容易監測。玻包碳的板材綜合機械性能最好，但也有一些弱點，碳紗毛羽難清理，另外，碳紗毛羽容易外漏，外觀質量不太好控制。

通過調整不同比例的纖維組合，通過測試分析發現，三種混法的機械性能呈現一定的規律。綜合看，玻包碳優于碳包玻，最差的是均混。這里有一個異常，即彎曲模量，碳包玻比玻包碳好，因為彎曲模量是最小變量下的比值。

我們對疲勞進行了研究。做碳玻混是為了降本，經過測算，碳玻混的密度相對玻板下降10.5%，單位成本約為0.74元GPa，性價比高，適合百米以上大葉設計。

第四，碳纖維拉擠板。

碳纖維在業內出現的形勢，除了碳玻混拉擠板，為了規避國外的專利，國內嘗試過預浸料，但不太理想。碳板迎來了增長，內行看門道，外行看熱鬧，我們團隊感受很深。最開始和大家想法一樣，用玻板方式做碳板，但發現有很多問題，且不說性能是否達標，質量的波動也很大，只能從基礎開始，圍繞影響碳板性能18個因素做了系統分析，三個月做了112組實驗和大量測試驗證。最終發現，碳纖和玻纖拉擠有很大差異，包括基材、輔料、預成型和模具都要進行改變，否則做好很難。

在此基礎上開發了四種碳板，經穩定性測試驗證，碳板拉伸模量可以做到140到160.壓縮和彎曲性能處于行業較高水平，可以滿足國內大多數葉片的設計需求。

第五，總結與展望。

圍繞拉擠我們還開展了很多工作。總之，我們希望通過對拉擠技術的持續研究，為行業的發展做出一定的貢獻。

今天匯報題目是《風電拉擠的進階之路》，一方面是回顧國內風電能對拉擠板認識的歷程，另一方面分享我們團隊對拉擠板的探索的歷程，所以這個過程既實現了自我蛻變，也完成了技術的進階。

關于公司簡介，我們主要圍繞聚焦于高性能、新能源、信息通訊等領域的應用研發，以上的時間節點是我們和風電相關的開發幾個產品的重要節點。另外，我們集團旗下華美新材料有限公司，主要生產高性能復合材料等，2020年開始進入風電，經過了兩年生根發展，現在成為國內拉擠板制造的隱性冠軍。

我的匯報到此結束，謝謝大家!（文章內容來自于現場速記，未經本人審核）