2023年10月16日-19日，2023北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP2023）在北京如約召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京，聚焦中國(guó)能源革命的未來(lái)。

本屆大會(huì)以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來(lái)”為主題，將歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時(shí)代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個(gè)分論壇。能見(jiàn)APP全程直播本次大會(huì)。

在10月17日上午舉辦的海上風(fēng)電工程裝備論壇I上，Polytech A/S材料研發(fā)總監(jiān)拉斯姆斯·康·約翰森發(fā)表了題為《前緣腐蝕的真實(shí)案例計(jì)算及DNV驗(yàn)證》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

我想感謝主辦方邀請(qǐng)我參加今年的中國(guó)國(guó)際風(fēng)能展。我叫拉斯姆斯，我是Polytech的材料和LAP主管，今天我會(huì)介紹前緣腐蝕的真實(shí)案例計(jì)算以及DNV的驗(yàn)證。我們公司是一家丹麥的公司，我們是在1994年成立的，我們大概有500名員工，我們的總部是在丹麥，在丹麥有測(cè)試中心，在中國(guó)也有生產(chǎn)和銷(xiāo)售中心，美國(guó)和墨西哥也有生產(chǎn)和銷(xiāo)售中心，我們的生產(chǎn)零件已經(jīng)安裝全球超過(guò)50%的葉片當(dāng)中，同時(shí)我們也非常認(rèn)真對(duì)待可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)我們還有可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，我們所有的產(chǎn)品都可以回收利用。

同時(shí)，我們也是風(fēng)電行業(yè)第一個(gè)滿足聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的，獲得認(rèn)證的公司。除此之外，我們也做材料的測(cè)試，所以我們有兩個(gè)測(cè)試中心，第一個(gè)就是材料和雷擊測(cè)試中心，我們可以做材料和雷擊的測(cè)試。我們其實(shí)是希望能夠加強(qiáng)風(fēng)機(jī)耐久性和生產(chǎn)力，所以我們有防雷的系統(tǒng)前緣防護(hù)，葉片檢測(cè)和優(yōu)化，運(yùn)輸設(shè)施解決方案、深海方案和葉片復(fù)建，今天我會(huì)給大家介紹一下我們的前緣防護(hù)，這個(gè)前緣防護(hù)系統(tǒng)叫ELLE。

我繼續(xù)介紹在真實(shí)世界中如何預(yù)測(cè)腐蝕，這里使用的模型是聯(lián)合開(kāi)發(fā)的模型，它是我們?yōu)閬?lái)自全球的公司合作制定前緣腐蝕的壽命估算。所以，我們能夠確保我們都是用的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)工作是由DNV協(xié)調(diào)和管理的，我們的所有的測(cè)試也是在DNV-RP-0573記錄下進(jìn)行。我們有兩種測(cè)試辦法，首先就是去做壽命預(yù)測(cè)，我們要做雨蝕測(cè)試，我們做了很多的雨蝕測(cè)試。有不同的規(guī)格，我們還做材料的密度測(cè)試，還有音速測(cè)試，同時(shí)我們還做模型的計(jì)算。最后我會(huì)給大家做詳細(xì)的介紹。

除此之外，我們除了推薦做法之外，我們還會(huì)去評(píng)估疲勞的玻璃的測(cè)試和疲勞的測(cè)試，同時(shí)我們也會(huì)使用雨蝕測(cè)試，并且來(lái)判斷在不同的規(guī)格下的損失，我們也會(huì)用疲勞測(cè)試來(lái)測(cè)試葉片的曲折。我們是做23度到負(fù)30度的測(cè)試，同時(shí)我們還做玻璃測(cè)試，來(lái)確保我們的葉片會(huì)保留住。我們的項(xiàng)目都是得到了推薦做法的認(rèn)證。

我們還設(shè)計(jì)了膠帶粘接的玻璃測(cè)試，這是我們?cè)O(shè)計(jì)的玻璃測(cè)試，我們希望能夠測(cè)試出這個(gè)膠帶粘接視效的狀態(tài)。那么在這種情況下，我們可以控制我們的膠帶粘接。我們根據(jù)ISO12944-9進(jìn)行測(cè)試，我們會(huì)曝光72小時(shí)，并且進(jìn)行中性鹽霧的試驗(yàn)，同時(shí)還有一天低溫零下20度測(cè)試，這樣循環(huán)需要一周時(shí)間，我們?cè)?周之后做另一輪，做16周和25周的測(cè)試，確保所有的這個(gè)葉片都具有持久性。

我們做另外一個(gè)非常重要的測(cè)試就是雨蝕測(cè)試。這里我們的測(cè)試規(guī)格，它的這個(gè)轉(zhuǎn)速是100米/秒到160米/秒，然后我們來(lái)評(píng)估首次可見(jiàn)的損傷，所以這個(gè)時(shí)候我們會(huì)計(jì)算裝機(jī)的測(cè)試，同時(shí)也會(huì)了解到速度和試樣上的破壞位置。基于此，我們可以計(jì)算出速度與沖擊速度的VN曲線。

我們?cè)谶M(jìn)行雨蝕測(cè)試的時(shí)候，我們會(huì)針對(duì)不同的樣本，包括初始的樣本，以及在使用之后的16周以及25周都會(huì)進(jìn)行雨蝕測(cè)試?，F(xiàn)在已經(jīng)建立起了VN的曲線，我們也會(huì)進(jìn)行雨滴的尺寸，大概是兩毫米，我們也有旋轉(zhuǎn)的速度，從100增加到160米每秒，同時(shí)我們也會(huì)關(guān)注它的視效模式，指的就是我們初次腐蝕的結(jié)束。我們之后也會(huì)有一些突破，我們主要是關(guān)注它表面的初蝕，我們也測(cè)試了2000多個(gè)小時(shí)的真實(shí)測(cè)試時(shí)間。

我們之后也采取了非常保守的建模模式計(jì)算特征VN曲線，我們也會(huì)用此進(jìn)行最小壽命預(yù)測(cè)。我們也用相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)，包括使用Spinger模型計(jì)算腐蝕強(qiáng)度，這個(gè)模型是在1970年開(kāi)發(fā)的模型，我們也會(huì)去使用輸入的這個(gè)變量來(lái)包括它其中的這個(gè)年降雨量平均風(fēng)速以及其他的聲速密度以及厚度等等變量進(jìn)行輸入。之后我們來(lái)進(jìn)行壽命的預(yù)測(cè)，來(lái)計(jì)算相應(yīng)的風(fēng)機(jī)它的防護(hù)的壽命。除此之外，我們也會(huì)考慮到這個(gè)年降雨量的數(shù)值，年降雨量的數(shù)據(jù)來(lái)自于NASA，我們有全球的降雨量數(shù)據(jù)測(cè)繪，我們也會(huì)來(lái)自于DTU平均風(fēng)速的數(shù)據(jù)，我們也需要葉尖速度比這些數(shù)據(jù)，這些都是我們輸入變量的一部分，包括葉尖速度、葉片長(zhǎng)度等等這些都是我們所需要的變量。

我們?cè)谑褂眠@些模型的時(shí)候，我們也有例子和大家分享，第一個(gè)實(shí)例，在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)階段，尤其是我們制造商進(jìn)行風(fēng)機(jī)制造的時(shí)候，他們就能夠去測(cè)算說(shuō)它的這個(gè)腐蝕到底有多快，或者說(shuō)增加葉尖速度如何影響到腐蝕的進(jìn)度。第二個(gè)案例在風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)階段，我們也能夠去計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，會(huì)如何影響整體的腐蝕。最后一個(gè)案例是在葉片服務(wù)階段，我們需要關(guān)注的是每個(gè)葉片上有多少米需要維修，還有需要什么樣的前緣防護(hù)的方案。

在第一個(gè)案例當(dāng)中，我們所關(guān)注的就是葉尖速度和腐蝕進(jìn)度，他們之間的一個(gè)相關(guān)度，在我們第一個(gè)場(chǎng)景當(dāng)中，我們有這樣的一個(gè)風(fēng)機(jī)，我們?cè)黾?0%，增加這個(gè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪的尺寸，增加10%，但是不改變旋轉(zhuǎn)速度，這樣的情況當(dāng)中，我們就需要把前緣防護(hù)增加23%，我們也會(huì)看到葉尖前緣防護(hù)它的失效時(shí)間會(huì)提前20%，在第二個(gè)場(chǎng)景當(dāng)中，我們不改變風(fēng)輪的尺寸，但是我們會(huì)把這個(gè)旋轉(zhuǎn)的速度增加10%，在這里我們只需要把前緣防護(hù)增加11%，但是我們也看到，它的腐蝕會(huì)提前20%出現(xiàn)。

在第二個(gè)案例跟大家分享的就是說(shuō)整體的位置和環(huán)境它對(duì)于腐蝕的影響，就是說(shuō)我們會(huì)把這個(gè)風(fēng)機(jī)放在不同的環(huán)境當(dāng)中，不同的環(huán)境對(duì)于腐蝕的進(jìn)度也會(huì)有影響，我們也可以看到在中國(guó)兩個(gè)不同的位置，一個(gè)是在廣東，另外一個(gè)是在江蘇，我不知道發(fā)音對(duì)不對(duì)。比如說(shuō)我們?cè)诮K，我們每年它的降雨量大概是1331毫米，這里我們使用的是傳統(tǒng)的防護(hù)漆進(jìn)行前緣防護(hù)，我們看到腐蝕大概是11個(gè)月，但是如果我們使用的是ELLE，我們看到初次的失效大概是19年。第二個(gè)例子是在廣東省，在廣東降雨量更多，大概每年是1758毫米，我們也看到這個(gè)風(fēng)速大概是7.6米每秒，在這里我們從傳統(tǒng)防護(hù)期，大概是8個(gè)月就會(huì)開(kāi)始有初次的腐蝕，但是如果增加了ELLE，一般是在15年才會(huì)進(jìn)行初次的腐蝕。

最后一個(gè)案例，它是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)例，當(dāng)然是來(lái)自丹麥的樣本和例子。我們有一個(gè)老的機(jī)組，大概是52米這樣的一個(gè)葉片，然后是65米/秒的速度運(yùn)行了14年，我們使用的模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算，在這里我們就有這個(gè)計(jì)算的期遇，我們看到它的相應(yīng)的一些特征，我們計(jì)算了3年，然后也進(jìn)行了一些預(yù)測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)了這個(gè)腐蝕長(zhǎng)度大概是在3米，我們進(jìn)行認(rèn)證也是通過(guò)這個(gè)模型進(jìn)行認(rèn)證，也可以看到地如果是25年或者是在整個(gè)運(yùn)行的周期當(dāng)中，它總體的ELLE大概是達(dá)到了8米，所以我們就推進(jìn)它的這個(gè)保護(hù)長(zhǎng)度大概是6米，這樣我們就不需要進(jìn)行風(fēng)機(jī)的維修。

最后總結(jié)一下今天的演講，其實(shí)腐蝕的開(kāi)始和它的發(fā)展是和風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)以及環(huán)境的因素息息相關(guān)的，這是第一點(diǎn)。同時(shí)腐蝕的計(jì)算器可以預(yù)測(cè)腐蝕，并且計(jì)算出前緣防護(hù)的長(zhǎng)度。同時(shí)我們也可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行環(huán)境的改變?nèi)绾斡绊懜g的量化的計(jì)算，我們也知道，我們的模型需要包括一個(gè)全球降雨圖和風(fēng)速圖有一個(gè)更準(zhǔn)確的測(cè)繪，這樣我們能夠計(jì)算出具體地點(diǎn)它的腐蝕情況。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）