叶片前缘保护对于机组性能的影响研究

　　长时间运行后的风机叶片，前缘会出现不同形式的损坏失效。这将大大影响机组的可靠运行和正常发电，同时叶片前缘损伤失效，会使机组的发电效率下降。
　　本文以上海长知实业有限公司大量叶片维修案例为背景，从叶片前缘失效保护角度出发，探究前缘损伤保护机理和前缘保护技术，旨在通过对叶片前缘损伤进行有效处理后，达到如下目的：其一、使叶片前缘恢复到出厂状态或优于出厂状态，大大延长叶片运行寿命，提高机组运行可靠性；其二、局部改善叶片的气动特性，从而提高发电效率。
　　关键词：风机叶片、可靠性、发电效率、前缘保护、维修
　　一、叶片前缘损伤特征分析
　　一般风机叶片的质保期在3-5年，通过对目前国内各大风场的机组运行情况进行调查统计发现，在接近质保期时间段，50%左右的风机叶片普遍存在前缘损伤、保护胶衣脱落、开裂等现象。这对机组的正常运行带来很大影响，发电效率普遍下降。
　　1．叶片前缘损伤机理
叶片前缘是叶片在转动时受风阻力最大的部位，特别是在叶尖附近线速度很大，因此前缘部位受到外界的损伤也最大。以40米的叶片为例，叶尖的线速度达到约80m/s，也就是290km/h，对于更长的叶片，叶尖的线速度将会更大。叶尖部位的高速运转，给叶片前缘到来了很大的压力。在叶片设计、制造都正常的情况下，叶片前缘是叶片最易损坏的部位，前缘靠近叶尖的部分，通常为距叶尖0-5米，损坏异常明显。
上海长知自2010年开始，就已经为客户提供叶片前缘检修、保护服务，2012年，累计共处理过的前缘损伤叶片834片，占到总维修叶片量48%比例。在上海长知所有维修叶片中，前缘保护占到的比例最大。由此可见，叶片前缘损伤发生的几率和对机组正常运行的影响有多大。
　　2．前缘损伤失效过程分析
任何事物的发展都要经历一个过程的演变，叶片前缘损伤失效也同样经历一个时间段和失效状态的演变。一般来讲，叶片前缘腐蚀大致经历以下几个过程：胶衣沙眼-→胶衣脱落-→玻纤破损-→合模胶脱落-→叶片开裂。
本文为更清楚地展现叶片前缘的损伤失效过程，我们选取了上海长知在2012年实施的几个风场叶片前缘损伤项目案例图片加以说明，下图1为叶片前缘损伤过程示意图：
 

图1 叶片前缘损伤演变过程

　　上海长知在对上述风场叶片前缘进行处理过程中，通过和客户的沟通交流、见证发现，叶片前缘的破损致使上述风机效率减低，由于失速效应，风机不能满发，发电量受到严重影响。
通过上海长知公司前缘保护技术处理后，叶片前缘不仅恢复到出厂状态，而且优于出厂状态。更重要的是，通过第三方公司、业主和上海长知的跟踪统计，维修后的风机发电效率都有不同程度的提高。