东方风电李松林：大型海上风电叶片设计及制造关键技术介绍

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。东方电气风电有限公司叶片技术产品经理李松林出席论坛并发表演讲。

以下为发言全文：

李松林：大家好我是李松林来自东方风电，我们在海风叶片上取得的一些成就。我们东方电器的话从2004年开始进入风电行业，到现在已经15年了，我们到目前为止全球的业绩已经超过一万台，我们总的装机容量现在是全国前五，而且已经批量出口到瑞典俄罗斯等多个国家。这是我们公司的一个产业布局，我们公司的话总部是在德阳，未来我们会在全国各地建立基地，对我们机组进行一个配套。我们从进入风电开始我们在进行一个叶片的研发，我们目前有一支设计队伍，我们这个时间轴上面可以看出是我们近年来产品研发特别是近两年我们海上叶片，针对海上叶片这方面取得了不错的成绩，今年我们有两款海上叶片上线。在海上叶片方面，我们有哪些挑战，一个是材料应用方面，同时另外气动设计，一个是低粗糙度敏感性，还有一个我们业频效应的影响，最重要的做效率和载荷有效的控制，同时我们在结构设计的时候，保证我们的气动外形在这种结构条件下满足一个可靠性，同时我们新材料一个稳定性。

做完结构设计之后，我们其实最主要的我们工艺这方面保证我们产品生产出来，同时一些额外的保护，包括防雷机，前沿防腐这些，使我们叶片长期有效在良好的条件下运行。材料应用前面的专家介绍的很详细了，我简单介绍一下我们做的一点研究，就是说我们针对碳纤维和玻璃纤维的话我们做过一个对比，发现采用玻璃纤维的叶片，比碳纤维的重量大约重35，成本的话可能会降低30%，只是做了一个等钢度的替换，实际情况会是怎样，我们需要在座产品设计的时候来衡量，因为这里边可能需要衡量整机的重量包括对载荷的一个影响。

气动外形方面，我们现在发现海上叶片场大型化之后，风能直径变大，我们相对厚度超过40%的翼型，大厚度运行对我们叶片运行的影响越来越明显了，我们怎么提高这块的区域肯定对我们的翼型叶片的设计是比较重要的，我们做过一个动物园的设计，提高我们整体的钢度，对我们性能提升也有一个好处，做完改进之后我们还是通过风动实验进行验证，验证完对我们改进模型进行一个修正，最终应用到我们产品设计上面。

除了叶根的设计，开发出专门海上叶片翼型，低粗糙度敏感性也比较好，前沿防腐虽然我们做了一些防腐的措施，但是需要一个定期进行一个维护，但是如果已经腐蚀之后到我们维护这期间如何保证它的一个性能不影响我们整个发电量，所以我们在做翼型改进的时候，我们要求有一个目标，我们要有一个比较好低粗糙度敏感性，尽可能的降低从设计上降低我们对前沿腐蚀，对整个风机性能的影响。另外就是在气动外型设计方面，我们前面对碳纤维和玻纤材料选择的时候，我们做气动外型设计的时候，我们考虑性能和载荷的一个平衡，因为叶片变大变长之后，它的气弹效应非常明显，除了对结构性稳定的影响，对我们叶片性能的影响也是非常明显的，我们做过很多研究，比如说包括我们对预弯，透略，风场的环境选择一个比较合适的一个外型来匹配我们的风机，这里面做过一个针对叶片做过一个气动模型和结构模型一体化的模型，通过这个一体化的模型，我们可以对叶片的气动外型参数，结构参数包括气弹的一个弹性参量进行一个设计，能够对叶片的重量载荷进行一个综合的平衡，最后选择一个比较合适的一个方案来运用我们的一个机组。

另外就说我们也做过涡流发动器对我们在叶片风能时速较大的提升，发电量的提升还是比较客观的，同时我们的驾照技术最近也有一些进已经掌握了从降噪方案的设计，区域的布置，针对不同的布置设计，将噪音也能降到2到3分贝，从理论上有一个降低。后面就是我们的一个结构性的一个设计，实际上我们的海上叶片的话，它除了外型上匹配我们性能和载荷的影响，同时我们结构要保证我们一个可靠性，所以我们海上叶片我们采用4个碳纤维的主梁，跟碳纤维更匹配更好的一个专用的数字，能够保证我们主梁质量，因为我们的腹板超高超高我们采用小腹板提高我们整体的钢度，这样能够尽可能降低我们后期一体化成型的难度，同时缩短我们一个生产周期。

主梁帽预制，目前我们已经有开展过多次的公演实验，对主梁帽的研究，形成的数据库对我们主梁帽成形后的检测，针对碳纤维的一个大宽度的灌注工业，在生产的时候能保证我们碳纤维的一个主梁成功。海上大型叶片，大型化之后，腹板安装定位要求非常高，我们开展了一些就是说，针对我们腹板专业化非常精确的一个工装，工装完成定位工装能保证我们的一个准确定位，准确定位，采用先进的涂胶设备，保证我们粘接质量，保证我们系统的可靠性。

最后产品生产完成之后我们匹配相应的一些检测技术来保证我们整个生产过程生产质量。也还有就是说我们针对海上叶片一些防腐材料，毕竟我们从海上的环境比较恶劣，我们从设计上不可能完全消除它的一些影响，所以我们需要对前沿防护材料提出一些要求，包括里面叶片内部的一些金属材料一些防腐。同时针对我们碳纤维主梁开展了防雷机保护，同时我们一直坚持的就是理论仿真与实验相结合，保证我们整个产品安全可靠性。我们的产品就说在材料选择的时候，我们是采用一个碳纤维的增强材料，当然这个是权衡我们的成本，重量之后我们选择是碳纤维的一个材料，针对大型海上叶片，我们必须就说在要求合理的优化我们的翼型，为什么海上叶片提供一更好的翼型方案，在外形设计的时候，尽可能做到规律与载荷的有效控制，我们必须保证我们的结构设计的一个可靠性，同时要寻找一种先进合理的工艺方案，来保证我们的一个结构设计的一个实施，另外就说也需要额外的一些部件保护，来有效的提高我们整个产品的运行寿命。这两张图就是我们今年的90叶片、和91叶片下线的一个图片，大家如果有兴趣的话可以到我们的展台去了解一下详细的一些信息，谢谢大家。

（根据演讲速记整理，未经演讲人审核）