风力发电机组叶片的故障分析及维护毕业设计

酒泉职业技术学院

毕业设计（论文）

10 ___ 级风能与动力技术专业

s：风力发电机组叶片的故障分析及维护

毕业时间:二0 — 0年六月

学生姓名:

指导教师:

班级:风能与动力技术（1）班

2012 年H 月20 R

摘要

一、风机叶片简介

二、维护叶片的目的

三、叶片产生问题的原因及故障分析

（一）叶片产生问题的原因类型

（二）风机叶片的常见损坏类型及诊断方法

四、叶片的维护13

总结

（一）叶片裂纹维护（二）叶片砂眼形成与维护

（三）叶尖的维

护

参考文献致谢13 13 13 14 14 15

风力发电机组叶片的故障分析及维护

扌商要：风机叶片是发电机组的动力源泉，是风电机组的关键部件之一，叶片状态的好坏直接影响到整机的性能和发电效率，应该引起风电企业的高度重视。风机多是安装在

环境恶劣、海拔高、气候复杂的地区，而叶片乂恰恰是工作在高空、全天候条件下, 经常受到空气介质.大气射线、沙尘、雳电、暴雨、冰雪的侵袭，其故障率在整机中约占三分之一以上。定期检査，早期发现，尽快采取措施，把问题解决在萌芽状态是避免事故、减少风险、稳定电场收益的最有效方武。如果对问题的萌芽和苗头不重视，时间越长，问题积累

越多，后果就越严Mo ih于叶片的事故多发在盛风期，停机修复必将带

来很大的经济损失，如果是叶片彻底失效，不得不更换，造价昂贵的叶片，加上定货、运输、安装、调试……，企业将面临发电损失、高额的叶片费用和维修费用。叶片的设计寿命应该与主机一样至少工作20年，但是只有对叶片进行定期维护、维修，精心呵护，才能保证叶片与风机的其他部件一样长期稳定的丄作，才能为电场安全运行提供有力的保障。

关键词：叶片：故障分析：维护

一、风机叶片简介

风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，结构上分根部、外壳、龙骨三个部分。类型多种，有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。制造工艺主要包括阳模一翻阴模

f铺层f加热固化一脱模一打磨表面一喷漆等。设讣难点包括叶型的空气动力学设

IN强度、披劳、噪声设计、复合材料铺层设计。工艺难点主要包括阳模加工、模翻制、

树脂系统选用。叶片是一个大型的复合材料结构，其重量的90%以上山复合材料组成，每

台发电机一般有三支叶片,每台发电机需要用复合材料达四吨之多。

二.维护叶片的目的

风机叶片是风电机组关键部件之一，其性能直接影响到整个系统的性能。叶片工作在高空，环境十分恶劣，空气中各种介质儿乎每时每刻都在侵蚀着叶片，春夏秋冬、酷•昌严寒、雳电、冰雹、雨雪、沙尘随时都有可能对风机产生危害，隐患每天都有可能演变成事故。据统讣，风电场的事故多发期多是在盛风发电期，而山叶片产生的事故要占到事故的三分之一，叶片发生事故电场必须停止发电，开始抢修，严重的还必须更换叶片，这必将导致高额的维修费用，也给风电场带来很大的经济损失。在我国风电开发还

处于一个发展阶段，风场管理和配套服务机制尚不完善，尤其是风电企业对叶片的维护还

没有引起充分认识，投入严重不足，风电场运转存在许多隐患，随时都会出现许多意想不

到的事故，直接影响到风电场的送电和经济效益。根据对风电场的调査和有关数据分析，

并参阅了许多国外风电场维护的成功经验，我们对风电场的日常维护的必要性有了更深刻

的了解。我认为，建立良好的叶片正常维护制度是保证风电场效益的基础，以少量的投入

避免巨大的损失、换取最佳经济效益的最好方式。

三、叶片产生问题的原因及故障分析

(一)叶片产生问题的原因类型

我们将从四个方面讨论叶片产生问题的主要原因：即设计•不完善、生产缺陷、自然原

因和运行不当。

1.设计方面的原因

(1)管理层要求降低成本的压力

生产厂家管理层片面追求利润，设讣部门经常会受到来自管理层的压力，要求他们设

计成本低廉的部件，以便使企业有更大的利润空间。面对来自管理层的压力，设讣部门有

时不得不做出妥协，比如，减小叶片的叶根直径的方式来减少轮毂和叶片的成本, 但是叶根

尺寸减小后会导致叶片强度不够，再例如选择质量不佳但价格便宜的原材料, 这往往导致叶

片出现致命的缺陷。

(2)未经设计者批准就改变生产工艺

在叶片生产加工过程中，有时候生产部门未经设计•部门批准就私自修改工艺，这样会

破坏叶片的整体性能。

(3)生产部门和设计部门缺乏沟通

有时，设讣部门的某项设计旨在降低叶片的成本、重量或为了开发一种新产品，他们

将这些设计构想寄希望于生产部门，但实际上这些设讣在工艺上是很难保证的，如果设计

部门和生产者之间缺乏必要的沟通，缺乏团队精神，产品就会出现问题。

(4)极限设计

叶片的设讣要考虑到机组其他部件的要求与配合，例如，塔架与叶片的间距通常是设

计叶片强度需要考虑的一个原因，主轴和轴承的尺寸也会对叶片的重量提出要求，如果这

些参数考虑不周就会使叶片设il•到达极限值。

(5)安全余量降低

在叶片设讣的任何一个阶段中，实际运行载荷和静态载荷总是很难准确预测，设计不当就会降低运行载荷的安全余量，这样设计参数生产出来的产品因为降低安全余量很容易损毁。

2.生产

(1)使用不合格的材料

为降低成本，生产厂家会寻求更便宜的胶衣、树脂或纤维，如果这些材料不符合叶片的设计要求，这会导致叶片很快失效。

(2)不严格的质量控制

生产过程中缺乏质量控制是导致叶片出现问题的主要原因之一。在生产过程中必须在关键环节设置质量检验点，只有通过了该工序的质量检验，生产加工才能继续。如果忽略了或者不存在这些检验点，生产工艺很难保证，就会存在质量问题。生产过程的质量检验和出厂