风电叶片大型化技术论坛——鉴衡认证郭金雷:风电叶片原材料应用现状与未来技术趋势_东方风力发电网
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风电叶片大型化技术论坛——鉴衡认证郭金雷:风电叶片原材料应用现状与未来技术趋势

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-22   来源:能见APP  浏览次数:189
核心提示:10月22日上午,CWP2019风电叶片大型化技术论坛在新国展召开。鉴衡认证中心叶片材料工程师郭金雷出席论坛并发表演讲。
  2019年10月21-24日,2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)在北京隆重召开,大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展:绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来,已连续举办11届,成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。
  10月22日上午,CWP2019风电叶片大型化技术论坛在新国展召开。鉴衡认证中心叶片材料工程师郭金雷出席论坛并发表演讲。
  
  以下为发言全文:
  
  郭金雷:各位行业专家大家上午好,下面由我来给大家汇报风电叶片材料应用现状和未来技术趋势,我的汇报主要分为三块,第一个就是背景,第二个现状与趋势,第三个材料的绿色技术,首先背景围绕两个大的背景,第一个大叶片对材料的新要求,国外做到107,叶片长度越来越长对材料性能要求越来越高,目前来看抢装形势已经奠定了,整个产业链供应链都是设定的,而目前来看的话。现在的话围绕这两个拉的背景对材料的发展趋势做一个阐述。
  
  增强材料,增强材料叶片大量是叶片主要承载机构,主要使用UD材料,对增强材料的技术发展,围绕UD材料展开的。右边我把UD材料做了一个简要的分类,一般情况主要就是围绕的UD的模量需求会更高,模量小于45G帕,45到50,另外就是能够提供50到60这个过度区域,更大模量,大120G帕,碳纤维材料。增强材料的技术发展,可以总结可以归为两电,第一个材质的创新,通过高性能材质,玻璃配方的创新,E8玻纤,通过材料应用形势的变化,普通的120获得材料比较高的模量,这种方式对模量的提升是有限的。
  
  普通厂家主要使用这几种做一些钢膜供应使用,这四种因为发展的时间比较长,技术也补角成熟,质量比较稳定,应用的话也是比较广泛,目前来看国内80米主要使用的这种材料,60多70多,这些钢模量的玻纤。更高膜量的,E8,这个是84,使用的是E8的玻纤,提供52左右,所以这个就是替代就是说,材料努力推出更多更高模量。另外大克重织物,但是大克重织物使用的时候需要注意两点,目前大克重织物一般1500到1800,在模具,甚至使用做一些调整辅助,严格控制纤维含量,纤维含量,一般超过10多一点,实际生产的话,超过设计值,超过我提供的测试值,这样的话一定要严格控制相关含量。
  
  下面就是玻纤拉挤板,碳玻混杂织物,一半是碳纤,一半是玻纤,力学性能具有可设计性,碳纤维含量的变化之后模量变化情况。可以看到它的模量的话基本上是上升的。碳玻混杂织物由于有玻纤,压缩强度不足。目前来看的话碳玻混杂。下面就是碳纤维,从碳纤维到应用,目前在风电,主要三种形势,垃圾板这三种形势,都可以提供大于120的模量,从下面的话可以看,这三种情况,甚至容易出现空隙缺陷,预侵料稍微好一点,拉挤板,所以它的质量和性能是最高的,最好的这三种形势从国内来看的话,我们国内叶片主要使用的是碳纤维,国外维斯塔斯使用拉挤板最大路线。
  
  下面就是展开一下碳纤维织物,首先有玻纤灌注,但是碳纤维和玻纤又有所区别,主要的话在三各地方,第一个织物的要求比较高,第三个一定要使用VAP膜,
  
  下面的话碳纤维灌注工艺过程中还需要注意的地方,第一个就是关注一下温度,因为织物模具稍有变化就会出现问题,灌出的制品表面是波浪型的。碳纤维灌注需要继续做的工作,这个图国内91米叶片,第一个目前来看我们使用,不论从公益成本我们有必要再开发一些低成本的材料,在材料开发的话,建议职务厂家,因为碳纤维织物和配套组织是共同使用的,从CDP模式上可以看出,第二个扩大质量保证技术的研究,碳纤维我们国内做的经验还是比较少的,使用的经验包括技术上的话,还是不够成熟的,所以有必要加强保证技术的研究,另外的话因为我们玻纤,通过肉眼可观,维修标准都是很成熟但是碳纤维标准变得不适用了,重新建立这些验收维修规范很依赖于质量保证技术的研究,能识别出缺陷才能够有验收包括维修的一些方法。
  
  下面碳纤维拉挤板,材料是很成熟的,在国内很成熟,最早英勇作建筑墙上面,成熟的产品产品国标也是有的,国内目前没有应用,国外的场家在用,碳纤维拉挤板能够生产拉挤板的厂家其实很多的,目前的话主要对我们来讲,主要的落地在应用方面,关于国外的话,最早的话,这个专利问题也需要注意一下,这个图是给了一个典型的碳纤维拉挤板主桥设计的方法,双梁这是典型的设计方法,下面给出了碳纤维拉挤板它的典型工艺的流程,这个可以拉挤板材料通过解选装置,拼装拼装的时候中间放一些辅助的倒流,因为直接堆到一块,中间是会有摔跤的,可以是一些流的,绑到一起,通过公装,就完成了。下面就是说一下碳纤维,最早借鉴航空的经验,飞行器所处的环境不同,针对一个风电的要求进行设计,下面的话给出了防雷金属网,第一个材料的选型和测试,需要注意的,怎么选型怎么测试,第二个金属网的接地,接地应该怎么做,接地做几个做什么地方,隐含的问题,下面就是叶尖区,主梁绝缘。后面是芯材,PET生产是自出的,力学性能比较大,芯材大家都懂。结构胶,给出了推荐的方法,三种模式,第一个最成熟的,第三种模式对我们来讲是最有用的最不成熟的。
  
  涂料,后面看一下前沿防护,问题出现主要就是材料发展薄膜,包括材料,预制的薄膜,讲一下前沿防护的研究趋势,也是一个研究的热点,一些认证机构,大家都有自己相应的项目,研究侧重点是不同的,怎么来讲,总结为三点,需要做的工作三方面,第一个侵蚀理论模型,第二个就是参数的关系,测试结果,第三个就是老化,建立一个材料量化模型,第二个风场趋势环境模型,这个主要是两块,风场的温度,强雨量包括老化,这些数据要收集要做研究,第二个风场老化和实验室老化,自然暴晒。第三个做综合防护解决方案,风场切入数据我就可以通过前两个可以计算,就变成一个设计问题。符合的材料,这点选择什么样的材料,第二个比如我选20年的免维护,通过降速,下雨的时候我停机降速,国外量大,国内也有厂家应用了,后面材料技术,PET的,碳纤维回收方法,好了,我的汇报结束了,谢谢。
  
  (根据演讲速记整理,未经演讲人审核)
 
 

 
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