cp.max Rotortechnik GmbH & Co.KG總經理Thomas Rische在設計優化運維專場做了題為《最佳葉片的校正及進一步優化的可能性》的演講。以下為演講內容實錄：

cp.max Rotortechnik GmbH & Co.KG總經理Thomas Rische
 

　　首先我想給大家分享一下我們公司的簡單情況。這邊給大家分享一下我們優化的葉片校正的重要性以及額外的空氣動力學的改進，最后我想給大家做一個總結。

 

　　我們公司叫cp.max，是一家德國的公司，是1997年的創建的公司。我們主要是在現場應對轉子葉片的修復、校準或者是優化等等。

 

　　目前我們公司是非常專業一家公司，并且我們的業務也遍布全球各個國家。我們現在也在中國有相應的項目。

 

　　一般來說我們主要的目標是什么呢？當我們在運行一個風機的時候，首先我們肯定要實現比較好的性能，關于這個轉子葉片的話，我覺得肯定要有最好的設計，要有最好的生產。除此之外，我們也希望把葉片跟風機做最好的安裝和校準。這個聽起來非常簡單，但我覺得其實這個過程是非常之復雜的。

 

　　大多數情況下這種刀片或者葉片的調整，都是通過這樣一個校準的機座，我們會進行相應的測量，然后應用這樣一個校準的圓盤在葉片的底部進行校準，這是我們傳統的方法。有時候會出現校準的容許量是加減0.2度，總共是0.4度。如果測量過程中大小是正負0.3度，對于校準的錯誤，一般來說沒有任何限制。

 

　　在這里如果我們當前的流程和問題，大家可以看到會出現一些校準的問題，它的最大角度偏差，大家可以看到我們有兩個參考，一個是正負0.3，cp.max是正負0.1。在現場所有的風機30%的偏差要比這個差，大概80%的這些葉片相較于我們cp.max的標準，也就是正負0.1度的誤差，都是比我們這個標準要差的。

 

　　這里大家看到如果校準不足的話會帶來的一些影響。首先會帶來性能的損失，同時也會導致載荷的增加，這樣就會減少我們的使用壽命。同時會帶來比較多的磨損和功耗。

 

　　像這里大家可以看到，這些就是如果角度偏差帶來的負面的影響。大家可以看到對于我們發電的能源產能輸出影響是非常大的，包括對底部的彎曲的影響。

 

　　這邊給大家分享兩個方法，我們是如何實現比較好的校準的效果。首先第一個比較標準的，我們執行起來也比較簡單的，就是我們會使用一個參考的方案。我們會定義一個參考方案，然后我們基于這樣一個參考的參數來進行標準化。我們再基于這樣的一個標準對三個葉片都進行調整。大家看這個照片的整個形狀，然后可以找到偏差，這個是比較簡單的一個方式。

 

　　這里大家可以看到底部和尖端的角度偏差，但是還有另外一個更重要的問題就是針對整體整合的，如果我們有兩個葉片的話，或者三個葉片的話，大家可以看到這些不同葉片之間可能會出現角度的偏差或者出現一些形狀的偏差。這樣我們就可以使用照片對比的方法，這樣就可以保證一個確定的橫截面的方案能夠實現最大的優化。我們使用這個方法以后，如果要是出現這些角度偏差帶來的結果就是振動水平會非常高，并且盡管能夠實現比較優化的葉片的校準，它的負載、載荷仍然是非常之高。

 

　　比如說像這里，我們的風機在旋轉的過程中就會出現非常大的振動。大家可以看到在這個動畫當中給大家展示的，前后振動非常之大。這就意味著我們的刀片盡管能夠按照一個方案進行校準，但是不同的葉片之間的加冕度（音）是不一樣的，所以針對這個問題我們就開發出一個新的校準的方法Text Pitch，我們對葉片調整，再做二次調整，再做振動校量。這時候我們就可以找到問題，所以大家可以看到這個示意圖，振動基本上得到了免除，這樣就可以實現最大的性能，把振動水平降到最低。

 

　　這里給大家看一下我們其他的一些改進。當然最基本的要求就是轉子的葉片必須要能夠進行很好的校準，但是有時候盡管你校準了以后也可能會出現一些其他可以改進的地方。比如說有時候平均風速比較低的話，這個時候可能就會導致我們的能源輸出會比較低。同時有時候可能現場的條件不太理想，可能會出現一些空氣動力學的缺陷或者是葉片的設計導致空氣動力學方面的缺陷。所以針對這些問題，我們會有一個渦輪的發聲器和邊界層的障礙物。通過這種屏障，就可以很好地實現表面風速流量的優化，同時也可以在這個橫截面方向能夠很好地改善風向流體的行為。

 

　　另外一個比較重要的就是我們葉片表面，在這里面我們想改善的是空氣動力學流量，尤其是在葉片轉子底部的這個風流，它的潛力是通過這樣一個方式可以在理論上將我們的能量輸出改善0.5%—1.5%。擾流器的方式不好的地方就是零件比較大，并且比較重，安裝成本比較高。大家可以看到它可以使我們的能源輸出提高1%—2%，對噪聲的降低的改善也有比較積極的影響。

 

　　同時我們研究項目當中，也可以實現葉片尺寸地優化。像這里大家看到的是我們的橫截面的葉板，一般來說我們也是希望能夠對這個噪聲的減少實現積極的影響。并且大家看到我們可以把噪聲水平最高降低2個分貝。但是它對能源的輸出方面沒有比較明顯的改善。

 

　　延長葉片在這里，大家都覺得有最大的潛力。我們在執行一種研究，會實現10%或者是更多的能量輸出、產出。但問題是，現在不止是發電量、不止是產出增加了，而且成本也上升了15%。

 

　　所以另外一件事情是可以作為一種有趣的方法，我們有風場的風速比預計低很多，特別是達到了下限的極限值，我們可以使用這種方法。但是現在我們進行一些新的安裝和組裝的技術是比較復雜的，另外我們也是要找到對延長值進行調整，這個時候我們做了一個戰略性的研究，34米長的轉子，分四步延長了葉片的長度。

 

　　最后我的演講結束了，講到未來到葉片，我們做了一些前瞻性的研究，包括配有主動的活動后緣襟翼的葉片，適用性非常大的葉片主動的后襟翼的葉片。我們的一個項目開展了5年，我們的原則是有一種活動的襟翼和永久的固定式襟翼，還有一個電動馬達可以驅動它。我們開發了一些特殊的平臺，專門進行測試。我們確實意識到有一些在特定的角度下，結果是非常好的。我們希望這個項目可以進一步地往下走，發展成原型機作為大型葉片的補充。

 

　　最后我做一個簡要的總結，我認為轉子葉片的優化的校準是一種基本要求，能夠實現風力發電機的運營、最大的風力輸出、能量輸出和最小的振動。葉片的精確校準應該是每一個轉子進行更改的時候都要進行調試，同時都要優化和一體化的校準，可以使用特殊的測試方法、一種矩陣式的方法，和振動測量相匹配。

 

　　另外其他的一些額外的空氣動力學的改進是有道理的，如果是在風電場仍然出現效率的缺陷，雖然說轉子可能已經調得很好了，可以實現渦流發聲器已經證實，久經考驗，功率的增益可以達到2%—3%，葉片的延長可以有更大的潛力，這種方法比較昂貴，而且現在執行實施比較復雜。

 

　　（內容來自現場速記，未經本人審核）