長時間運行后的風機葉片,前緣會出現(xiàn)不同形式的損壞失效。這將大大影響機組的可靠運行和正常發(fā)電,同時葉片前緣損傷失效,會使機組的發(fā)電效率下降。
本文以上海長知實業(yè)有限公司大量葉片維修案例為背景,從葉片前緣失效保護角度出發(fā),探究前緣損傷保護機理和前緣保護技術,旨在通過對葉片前緣損傷進行有效處理后,達到如下目的:其一、使葉片前緣恢復到出廠狀態(tài)或優(yōu)于出廠狀態(tài),大大延長葉片運行壽命,提高機組運行可靠性;其二、局部改善葉片的氣動特性,從而提高發(fā)電效率。
關鍵詞:風機葉片、可靠性、發(fā)電效率、前緣保護、維修
一、葉片前緣損傷特征分析
一般風機葉片的質(zhì)保期在3-5年,通過對目前國內(nèi)各大風場的機組運行情況進行調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),在接近質(zhì)保期時間段,50%左右的風機葉片普遍存在前緣損傷、保護膠衣脫落、開裂等現(xiàn)象。這對機組的正常運行帶來很大影響,發(fā)電效率普遍下降。
1.葉片前緣損傷機理
葉片前緣是葉片在轉動時受風阻力最大的部位,特別是在葉尖附近線速度很大,因此前緣部位受到外界的損傷也最大。以40米的葉片為例,葉尖的線速度達到約80m/s,也就是290km/h,對于更長的葉片,葉尖的線速度將會更大。葉尖部位的高速運轉,給葉片前緣到來了很大的壓力。在葉片設計、制造都正常的情況下,葉片前緣是葉片最易損壞的部位,前緣靠近葉尖的部分,通常為距葉尖0-5米,損壞異常明顯。
上海長知自2010年開始,就已經(jīng)為客戶提供葉片前緣檢修、保護服務,2012年,累計共處理過的前緣損傷葉片834片,占到總維修葉片量48%比例。在上海長知所有維修葉片中,前緣保護占到的比例最大。由此可見,葉片前緣損傷發(fā)生的幾率和對機組正常運行的影響有多大。
2.前緣損傷失效過程分析
任何事物的發(fā)展都要經(jīng)歷一個過程的演變,葉片前緣損傷失效也同樣經(jīng)歷一個時間段和失效狀態(tài)的演變。一般來講,葉片前緣腐蝕大致經(jīng)歷以下幾個過程:膠衣沙眼-→膠衣脫落-→玻纖破損-→合模膠脫落-→葉片開裂。
本文為更清楚地展現(xiàn)葉片前緣的損傷失效過程,我們選取了上海長知在2012年實施的幾個風場葉片前緣損傷項目案例圖片加以說明,下圖1為葉片前緣損傷過程示意圖:

圖1 葉片前緣損傷演變過程
上海長知在對上述風場葉片前緣進行處理過程中,通過和客戶的溝通交流、見證發(fā)現(xiàn),葉片前緣的破損致使上述風機效率減低,由于失速效應,風機不能滿發(fā),發(fā)電量受到嚴重影響。
通過上海長知公司前緣保護技術處理后,葉片前緣不僅恢復到出廠狀態(tài),而且優(yōu)于出廠狀態(tài)。更重要的是,通過第三方公司、業(yè)主和上海長知的跟蹤統(tǒng)計,維修后的風機發(fā)電效率都有不同程度的提高。