風機葉片檢測有了新技術(shù)

2017-08-17 09:53:03 中國能源報　點擊量：評論 (0)

據(jù)最新預測，到2030年全球風電總產(chǎn)能將達到2110吉瓦，占電力總供應量的20%。因此，需要效率更高、更可靠、壽命更長的風電機組。葉片是風電機組關(guān)鍵部件之一，其造價占整機造價的15%—20%左右，同時，葉片也是風電

據(jù)最新預測，到2030年全球風電總產(chǎn)能將達到2110吉瓦，占電力總供應量的20%。因此，需要效率更高、更可靠、壽命更長的風電機組。葉片是風電機組關(guān)鍵部件之一，其造價占整機造價的15%—20%左右，同時，葉片也是風電機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)百萬元的運行維護費用。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，風電葉片的故障源頭有三個：一是原材料問題，二是制造或者工藝缺陷，三是設(shè)計因素。而就故障種類來看，則是以結(jié)構(gòu)脫落占主體。

“風電機組葉片運轉(zhuǎn)5年左右，起到外固合保護作用的膠衣已被風沙抽磨至最低固合力點，原始葉片粘合縫從外觀上已清晰可見，此時葉片完全依靠內(nèi)粘合來運轉(zhuǎn)。由于原始葉片彎曲、扭曲的內(nèi)粘合受粘合面不均勻、受力點不均，風電機組的每一次彎曲、扭曲和自振，都可能造成葉片的內(nèi)粘合縫處自然開裂。尤其是葉片的迎風面葉脊處，是葉片受損最嚴重的部位，自然開裂率最高。”一位風電場運維人員表示，“如果風場巡視未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象，風電機組繼續(xù)運轉(zhuǎn)，葉片折斷、摔落現(xiàn)象極有可能發(fā)生，造成嚴重事故。”

對于風電葉片故障來說，最好的運維方式就是提前預防。這不僅體現(xiàn)在風場后期的定檢、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。

德國弗勞恩霍夫應用固體物理研究所(IAF)日前開發(fā)了一個用于葉片材料質(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：一是可以檢測識別復合材料的缺陷。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行大面積表面檢測，而IAF研制的裝置則可以更精確地進行深層檢測，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到毫米級。材料掃描器的核心是一個高頻率的雷達，專用軟件可將發(fā)送和接收信號處理為可視化結(jié)果，從而能夠識別葉片橫截面毫米范圍內(nèi)的缺陷，比傳統(tǒng)方法更準確。這個雷達模塊采用砷化銦鎵半導體技術(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。

三是通過縮短停機時間，降低維護成本。目前，主要通過專家敲擊來判斷葉片是否受損。用這種自動化的雷達技術(shù)輔助，可以顯著減少停機時間，從而節(jié)約開支，尤其適用于人工維護難度大的、耗時費力的海上風電機組。據(jù)稱，這種雷達掃描裝置同樣可以用于采用輕型復合材料的波音787、空客A350等新型飛機制造的檢測中。

據(jù)悉，該技術(shù)有望在2017年德國漢諾威工業(yè)博覽會上展出。