為什么要定期維護風機葉片

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風機葉片是風電機組關鍵部件之一，其性能直接影響到整個系統的性能。葉片工作在高空，環(huán)境十分惡劣，空氣中各種介質幾乎每時每刻都在侵蝕著葉片, 春夏秋冬、酷暑嚴寒、雷電、冰雹、雨雪、沙塵隨時都有可能對風機產生危害，隱患每天都有可能演變成事故。據統計，風電場的事故多發(fā)期多是在盛風發(fā)電期，而由葉片產生的事故要占到事故的三分之一，葉片發(fā)生事故電場必須停止發(fā)電，開始搶修，嚴重的還必須更換葉片，這必將導致高額的維修費用，也給風電場帶來很大的經濟損失。在我國風電開發(fā)還處于一個發(fā)展階段，風場管理和配套服務機制尚不完善，尤其是風電企業(yè)對葉片的維護還沒有引起充分認識，投入嚴重不足，風電場運轉存在許多隱患，隨時都會出現許多意想不到的事故，直接影響到風電場的送電和經濟效益。
根據對風電場的調查和有關數據分析，并參閱了許多國外風電場維護的成功經驗，我們對風電場的日常維護的必要性有了更深刻的了解。我們認為，建立良好的葉片正常維護制度是保證風電場效益的基礎，以少量的投入避免巨大的損失、換取最佳經濟效益的最好方式。
下面我們從幾個側面來分析葉片產生問題的原因及解決辦法：
一、葉片產生問題的原因
我們將從四個方面討論葉片產生問題的主要原因：即設計不完善、生產缺陷、自然原因和運行不當。

1.1 設計方面的原因

1.1.1管理層要求降低成本的壓力
    生產廠家管理層片面追求利潤，設計部門經常會受到來自管理層的壓力，要求他們設計成本低廉的部件，以便使企業(yè)有更大的利潤空間。面對來自管理層的壓力，設計部門有時不得不做出妥協，比如，減小葉片的葉根直徑的方式來減少輪轂和葉片的成本，但是葉根尺寸減小后會導致葉片強度不夠，再例如選擇質量不佳但價格便宜的原材料，這往往導致葉片出現致命的缺陷。

1.1.2  未經設計者批準就改變生產工藝
    在葉片生產加工過程中，有時候生產部門未經設計部門批準就私自修改工藝，這樣會破壞葉片的整體性能。

1.1.3  生產部門和設計部門缺乏溝通
有時，設計部門的某項設計旨在降低葉片的成本、重量或為了開發(fā)一種新產品，他們將這些設計構想寄希望于生產部門，但實際上這些設計在工藝上是很難保證的，如果設計部門和生產者之間缺乏必要的溝通，缺乏團隊精神，產品就會出現問題。
  
1.1.4  極限設計
      葉片的設計要考慮到機組其他部件的要求與配合，例如，塔架與葉片的間距通常是設計葉片強度需要考慮的一個原因，主軸和軸承的尺寸也會對葉片的重量提出要求，如果這些參數考慮不周就會使葉片設計到達極限值。

1.1.5  安全余量降低
    在葉片設計的任何一個階段中，實際運行載荷和靜態(tài)載荷總是很難準確預測，設計不當就會降低運行載荷的安全余量，這樣設計參數生產出來的產品因為降低安全余量很容易損毀。

1.2 生產

1.2.1  使用不合格的材料
    為降低成本，生產廠家會尋求更便宜的膠衣、樹脂或纖維，如果這些材料不符合葉片的設計要求，這會導致葉片很快失效。

1.2.2  不嚴格的質量控制
    生產過程中缺乏質量控制是導致葉片出現問題的主要原因之一。在生產過程中必須在關鍵環(huán)節(jié)設置質量檢驗點，只有通過了該工序的質量檢驗，生產加工才能繼續(xù)。如果忽略了或者不存在這些檢驗點，生產工藝很難保證，就會存在質量問題。生產過程的質量檢驗和出廠產品的測試檢驗是質量控制體系的一個重要組成部分，生產廠家要保證對產品質量的持續(xù)改進，避免把有缺陷的葉片發(fā)給客戶。例如，2008年3月蘇司蘭公司將要花費0.25億美元修復在美國發(fā)現的出現裂紋的葉片，修復工作將超過6個月。

1.2.3  擅自修改生產工藝
生產者決定改變工藝時，必須按正常程序得到設計部門的批準，并得到質量驗證，擅自修改工藝會導致產品質量不合格。

1.2.4  生產工藝過于復雜很難產生質量一致的產品
    如果生產工藝過于復雜，很難批量生產出質量一致的產品。

1.3自然原因

1.3.1  雷擊
    遭受雷擊是葉片毀壞的主要原因之一。如果避雷系統工作不正常，當雷擊擊中一個葉片時，電流將會直接傳遞給發(fā)電機。如果葉片有砂眼下雨時就會積水，在受到雷擊的時候這些水分會瞬間蒸發(fā)，產生的蒸汽壓力會使葉片爆炸或裂開，這對機組來說是災難性的、致命的。我們雖然無法控制雷擊這種自然現象，但是如果經常檢查葉片防雷系統，修復有問題的避雷系統，將葉尖的排水孔里的雜質清理干凈，就能最大限度的保護葉片，減少葉片遭受雷擊。

1.3.2  空氣中的顆粒
    由于葉片轉動，它不可避免會與空氣中的顆粒產生摩擦和撞擊。在許多情況下,葉片的葉尖速度超過70m/S，在這個速度下，空氣中的顆粒會導致前緣磨損，前緣粘合會因此開裂。即使不是結構性損壞，前緣磨損也會造成很大的發(fā)電損失。

1.3.3  高速風、剪切風、惡劣氣候
  通常隨著風速增加，葉片順槳，當風速超過額定值時，葉片順槳直至機組完全停止。強的剪切風或大的陣風可以將葉片載荷超過其設計載荷，即使葉片處在靜態(tài)狀態(tài)，也會損壞葉片。暴雨、雷電、暴風雪、冰雹、颶風、寒潮等惡劣氣候都可能會給葉片造成損壞，2008年1月30日加拿大安大略省的一臺GE生產的1.5MW風機葉片就在遭到暴風雪時突然損壞，據初步判斷與產品本身的質量有關。

1.3.4  疲勞壽命
    如果生產的葉片疲勞壽命實驗值達到了其設計要求，說明葉片抗疲勞性能良好，這是葉片很關鍵的一個技術指標。

1.4 運行和維護不當

1.4.1  超額定功率運行
許多風機操作者操作風機，讓機組在超高風速下運轉，這樣做短時間帶來很大的好處是產生的功率大幅增加，但是導致的結果是機組超功率運行，葉片開始出現早期失效。

1.4.2  失控
    當機器變槳系統出現故障，機器上的剎車系統不會使葉輪停止轉動，葉片出現失控，會繼續(xù)快速旋轉，嚴重的會導致葉片被拋出，造成風機災難性事故。例如，2008年1月位于丹麥哥特蘭島的一套風機機組葉片脫落，葉片飛離機組40米遠，所幸沒有造成人員傷亡。同年2月丹麥SIDINGE村莊的一套風機葉片被拋出100多米遠，當時當地的農民正在田間勞動，引起了一片恐慌。

1.4.3  缺少預防性維護
    這是本文要討論的主要問題。對葉片的周期性、預防性維護對保證風電機組正常運行起到了關鍵作用，花少些的時間和費用及時維護，或對發(fā)現的初期問題苗頭進行維修，可以避免日后高額的維修費用、減少停機造成的經濟損失。

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不錯,,,謝謝分享

小藍

學習了