【速记】2017风电叶片复合材料——进口风机叶片国产化技改实施方案介绍

　　在座的各位同仁、各位嘉宾，评委老师大家上午好，我来自北京京能新能源有限公司，非常荣幸受邀参考第三届中国国际风电复合材料高峰论坛，我们作为运营商非常希望有更多更好的材料和技术应用到风电行业，为运营商延长运营时间、运营周期，缩短检修时间，降低运营成本。下面由我来给大家简单介绍一下进口风机叶片国产化技改实施方案。

　　这次介绍我从5个方面，一个是项目情况介绍，二是叶片国产化必要性，三是技术路线及可行性分析，四是叶片国产化施工条件，五是国产化实施初步效果。

　　京能集团是隶属于北京市国资委企业，我们进行国产化叶片替代的项目是吉相华亚风电场，这个项目位于内蒙古锡林浩特市南100公里，处于低寒草原深处。这个项目规划装机总容量是30万千瓦，分六期建设，目前完成了两期。一期工程是2007年8月份开工，2008年投产。二期是2008年开工，2009年投产。

　　这个风场投产以来一直运行比较稳定，但是随着运行时间的加长，叶片损坏量逐年提高，而且应该我们的运营时间和发电量。我们做了一个统计，吉相华亚无风电场恩德风机自投产以来，2013-2016年度维修叶片停机小时数总计5192.22小时，损失电量215.28万千瓦市，2016年度单台风机更换叶片停机小时375.6小时，损失电量是10万千瓦时。下面这个表是我们简单从2013-2016年下半年进行的统计。所以叶片维修这块一个是损失电量多，再一个跟集团考试我们的可利用小时数影响也挺大。

　　叶片国产化的必要性，一个是叶片坏了，我们可以维修的把它修上再用，但是没有维修价值的只能是更换，怎么更换？目前一些进口风机生产厂家撤出中国，这大家都知道。打个比方来说，进口风机他们的洋爸爸洋妈妈回去了，留到我们中国成了孤儿，我们也得把这些孤儿照顾好，管理好。所以我们一个就是它的损坏逐年增高，主要昨天在对话栏目大家都知道，它主要的损坏部位就是后缘最大弦长处开裂，前缘的风蚀，主梁和蒙板的脱皮。

　　所以这个我就以后缘最大弦长处来说，主要是造成这么几个影响。一个就是增加了风机的停用时间，因为风机一旦叶片出现问题我们需要修理，修理都得等小风的时候，如果是在塔上维修必须要保证小风的时候才能上去维修。再一个是维修成本比较昂贵，维修时间也比较长。因为现在维修市场上没有一个准确的定价，也没有一个标准让我们遵循它。究竟坏到一米，修到什么质量标准只能我们自己掌握。

　　再一个就是高空作业，如果是下塔维修造价非常高，如果能不下塔的我们尽量采用高空作业，在吊兰上维修，吊兰上维修就增加了检修人员人身安全的事故发生，增大了事故风险。同台风机叶片经过多次维修以后，因为也没有一个专业的技术检验，我们也不是技术部的人，也不能把关，只能是任由维修队伍按照他们的技术标准维修，维修的时间长了，次数多了就会破坏叶片的动平衡，破坏动平衡会影响船东链寿命。叶片后缘开裂如发现不济事，可能会造成倒塔扫塔这种严重的生产事故。

　　叶片蒙皮常年运行，尤其像在北方地区，昨天听到的是雨蚀，但在北方地区主要是沙和风，在寒冷地区会进水，进水就会出现鼓起来的小泡。这样就把叶片本身的沙眼故障扩大，而且是恶性循环，而且它这个沙眼的冷冻面积大，破坏的面积也非常大。这样就进一步加大了我们的维修费用，增加了修补的难度。

　　现在表面经过像吉相华亚我这个是2007年、2008年投产到现在近10年，所以表面掉漆增加，影响机组发电量。我们没算过，估计也在1-3%，所以我昨天呼吁一些涂料厂，涂料生产商，能不能在我们运行的风机在3年或5年定一个标准，对他运行的表面进行保护，这样增加发电量，也增加叶片使用寿命。

　　国产化必要性，坏了要修，能修的修，修不了的要更换，去哪儿买？国外像恩德叶片在国外能买上，400-450万一套，全款打过去，然后给你排产，6个月之内给你交货。一台风机一年12个月停6个月，而且后服务没有。明阳他们的叶片120万一套，1个月到货，而且按照中国的方式，有预付款、备料款、交付款，而且国内有服务，还可以调配。所以介于这种情况，逼着我们被迫只能是探索一下国产化的道路，所以我们就进行了国产化的探索和尝试。

　　在2015年的10月份报了上级公司进行立项，上级公司也很快批复，然后组建了国产化推进组，当然不是叶片这一个事，包括国产润滑油，所以我成立了一个国产化推进小组，设了国产化推进办公室，组建了我们的研发团队。因为跟国内的几大主机厂也进行过协商，通过相互的协商和感兴趣的程度，我们跟明阳旗下的润阳公司合作，来一起研发恩德S771500进口风机叶片的国产叶片。所以当时我们进行技术路线可行性分析的时候，他留下的资料非常少，因为恩德S77的1500风机是2000年由德国恩德公司还有两家公司联合开发的公司，留给我们的资料非常少，就像名牌一样的资料，没有尺寸，没有具体的计算树脂，只有像名牌这样的功率多少、塔率多少、切割风速多少、额定风速多少，所以这种情况下我们的困难非常大，但是我们的研发团队克服了各种困难，对叶片进行了初步的调研和了解。

　　恩德风机叶片据我们了解有4个供应商给他做过叶片，分别是恩德的NR37.5，NOI37.5，SSP37.5，LM37.3的叶片，风机叶片原供应商都是欧洲本土企业，目前在国内无生产工厂，而且模具我们也找不到。所以在这种情况下我们就了解恩德的叶片设计，就是以LM37.3的原形进行设计的，所以我们也遵行LM37.3为原形建立了计算。同明阳的37.5的叶片进行计算和比较，对它的塔架载荷，叶片载荷，都进行了一些计算和比较。从理论上算完以后是可以用明阳37.5替代恩德S77这个原装叶片的。所以我们为了更稳妥一些选了吉相华亚风场的地势条件和风机布置，现场选定7号机组作为测试对象，于2016年6月至8月期间完成机组载荷测试工作，测点数据达到风机额定运行工况。

　　这是我们进行的实测数据的曲线分析，通常这个风能利用系数，就是实测的风能利用系数只有0.34，通常这个可以达到0.38到0.4。这是对叶片载荷测试的比较，经过我们对完整的载荷计算和测试结果的对比，在相同设计等级风况条件下，因此我们采用明阳37.5，进入了国产叶片的中试阶段。

　　2016年10月30日，在我们例行风机叶片进行每年例行检查的时候，发现吉相华亚11号风机叶片进行了国产化改造，用2台250t汽车吊，进行叶片的更换，更换完以后就及时的进行参数的设定然后启机试用。这就是我们试用功率的曲线对比图，蓝色就是更换完进口风机叶片的，红色的15号风机是另一台对比风机。这样我们又对它的控制策略进行了调整，最后得到我们现在运行的实际的功率曲线和工况。在我们看到的蓝色的功率曲线完全比红色的要抖，而且能顶满。当然我们也不是说让风机叶片在一种极限的状态下，在破坏性状态下运行，目前我们检查叶片外表完好，而且运行的状况也非常好。有一张图，它在2.75米超发112.63%，直至到11.75米超发0.63%，就是我们预测了一下按照风电厂分布和功率曲线效果预算，预计年发电量能提高8.8%，尤其是低风速的时候更加明显一点。

　　这是我们对它的震动进行了测试，震动也完全符合标准。总数所属我们认为这次叶片的国产化替代项目是非常成功的，当然还得经过满1年，满5年的长期的考验，看看国产叶片是不是能完全替代进口叶片。目前来看不仅从风机的可靠性得到了提高，发电量也得到了提升。该项目我们认为成功为进口风机零部件的国产化替代摸索了一些方法，引导风电行业叶片市场形成良性竞争，运营商变被动为主动，摆脱国外技术封锁，设备选型范围更广，选择性更强。当然后续对于我们公司安装的另外两种进口机型的叶片已经开始进行资料收集，也要进行国产化。包括我们下个阶段4月份要进行一次国产化叶片改造合作商的招标，希望在座的感兴趣的能关注一下我们这个国产化叶片的改造工作。后续我们要对苏司兰和GE品牌风机开展相关的工作，在这儿我非常感谢支持我的领导和同仁，同时也非常感谢我研发团队的辛勤付出，谢谢大家！