风力发电机组维护与故障分析课件-项目一
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④ 关闭树脂灌注入口阀门，密封合格后，打开真空泵接口阀门，起动真空泵 ，将模腔内真空度抽至工艺要求。达到要求后真空泵停机，关闭真空泵接口 处阀门。
⑤ 打开树脂灌注口阀门，树脂在大气压推动下进入模腔，浸透增强材料并充 满模腔。
⑥ 经检查确认树脂已充满模腔后，启动热水循环泵对模具进行加温加速叶片 固化，缩短在模具内的固化时间。达到工艺要求的固化时间后，关闭热水循 环泵，移除热水循环、真空泵及树脂灌注设施。
3）对叶片进行任何维护和检修，必须首先使风力发电机停 止工作，各制动器处于制动状态并将叶轮锁锁定。 2. 准备工器具
3. 叶片维护检查内容 （1）外观检查 应检查叶片表面是否有裂纹、损害和脱胶现象。在最大
弦长位置附近处的后缘应格外注意。 1）砂眼检查。2）裂纹检查。3）防腐检查。 （2）叶轮平衡检查 如果功率异常或可变负载跟随旋转出现，可能是由
2）真空辅助浸渗成型工艺。
① 清净模具，在模具内表面均匀喷涂脱模剂，待干燥后喷涂胶衣层。
② 胶衣层干燥后，在模具内表面使用图样要求的规格品种的增强材料，根据 图样要求按规定的层数和结构，铺覆好叶片的增强层。将叶片内的预埋件如 防雷构件、叶根构件等准确配置在图样要求的位置上。
③ 检查铺覆好的叶片增强层和预埋件，将上、下模具闭合，接着把上、下模 具的接合面进行可靠的密封。
⑦ 叶片脱模，切除多余的流道口、飞边，检查叶片是否存在缺陷。对于允许 修复的缺陷进行修复，半个叶片壳体成形。
⑧ 利用模具将叶片上、下壳体，腹板梁和叶根部粘合成完整的叶片。
⑨ 修复、检查合格后喷涂面层，即为叶片成品。
任务1 叶片的维护检查
1. 注意事项 叶片的维护和检修工作注意事项： 1）如果环境温度低于-20℃，不得进行维护和检修工作。
刚度，通常为两条。采用硬质泡沫塑料夹心结构，内部是高密度硬质泡沫塑
料板，外包复合材料。叶片纵梁主要有D形、O形、C形和矩形。
3. 叶片参数 以金风和华锐风力发电机组为例，叶片的主要技术参数见表1-1。
表1-1 风力发电机组叶片主要技术参数
叶片型号
SL1500NOI34（LM34）
FL1500NOI34(LM34)
54×M30 20
Steel 10.9
-30°C 至 +40°C 玻璃纤维增强树脂
5530
4. 叶片制造 （1）叶片制造方法 叶片制造主要有手工糊制成型、真空辅助浸渗成
型、叶片树脂传递成型工艺（RTM）、叶片零件楔形块成型工艺等四 种方法。 （2）叶片制造通用工艺流程 清理模具→喷涂脱模剂→喷涂胶衣→铺 层→真空浸渗树脂→加热固化→脱模→黏合成型→打磨表面→喷漆等 。 下面介绍手工糊制成型工艺和真空辅助浸渗成型工艺制造流程。 1）手工糊制成型工艺。 ① 首先在模具上均匀地刷涂或喷涂脱模剂。 ② 当脱模剂干燥后，在模具表面均匀地涂一层胶衣树脂。 ③ 胶衣层凝固后，在模具成型表面按要求铺放增强材料（表面毡、短 切原丝毡、等），用滚子或毛刷等涂刷混有固化剂的树脂，注意树脂 和固化剂必须严格按比例混合。 ④ 使树脂浸渍增强材料并去除气泡，压实铺层；反复进行铺层操作， 直至达到产品的设计厚度。 ⑤ 树脂进行聚合反应，常温固化，也可加热加速固化。 ⑥ 制品固化后脱模，清擦模具，产品修边加工。
叶片也被称为桨叶，具有空气动力外形，如图所示。
风力发电机组叶片翼型
大型风电机组叶片
2. 叶片结构 风力发电机组叶片由根部、外壳和纵梁三个部分组成。叶片叶尖的类型多种
多样，有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。 （1）根部 叶片根部材料一般为金属结构，有钻孔组装式和螺纹件预埋式
两种。 （2）外壳 叶片的外壳一般为果环境温度低于-30℃，不得进行维护 和检修工作。
2）如果超过下述的任何一个限定值，必须立即停止工作， 不得进行维护和检修工作。
叶片位于工作位置和顺桨位置之间的任何位置5min平均风 速为10 m/s或5s阵风速度为19 m/s；叶片位于顺桨位置5min 平均风速为18 m/s或5s阵风速度为27 m/s。
知识链接
1. 叶片概述
风力发电机组的核心部件是风轮（也称叶轮），风轮由叶 片和轮毂组成。叶片通过变桨轴承被安装到轮毂上，共同 组成风轮。叶片接受风能使风轮绕其轴转动，将风能转换 成风轮的旋转机械能并传递到轮毂上；机械能通过连接在 轮毂上的增速齿轮箱主轴传递给发电机，发电机将接受的 机械能转换成电能，输送给电网。
长度/m
34
37.3
风轮直径/m
70
77
适应风区
GL II
IEC Ⅲ
切入风速/（m/s）
3.0
3.0
切出风速（m/s） （10 min平均风速[A1] ）
25.0
22.0
环境温度/℃ 叶片材料
质量/kg 螺栓规格及材料
工作寿命/a
-45～+60(-40～+55) 玻璃纤维增强树脂 5500×（1±2%）
叶片不平衡或叶轮有不同的叶片角度造成。如果可变负载出现且与风速 无关，叶轮上可能有不平衡。如果可变负载是不规则的且部分与风速有 关，叶片角度可能调整错误，测量叶片角度并进行调整。 （3）叶片噪声与声响检查 叶片的异常噪声可能是由于叶片表层或顶端 有破损，叶片尾部边缘也可以产生噪声；如叶片的异常噪声（呼哨声） 很大，证明有单支叶片出现受损现象。应检查叶片内是否有异物不断跌 落的声响。 （4）排水孔检查 应经常清理排水孔，保持排水通畅。若排水孔堵死， 可以使用直径大约为5mm的正常钻头重新开孔。 （5）T-螺栓保护检查 在叶根外侧应检查柱型螺母上部的层压物质是否 有裂纹，检查螺母有没有受潮。 （6）防雷系统的检查维护 检查防雷系统组件是否有受过雷击的迹象， 是否完整无缺、安装牢固，如有则整理和修复组件以达到最初设计的状 态。检查接闪器和叶片表面附近区域是否有雷击造成的缺陷、接闪器是 否损毁严重、雷电记录卡是否损坏。
力学外形。上、下壳体主要以单向增强材料为主，并适当铺设±45°层来承 受扭矩。一支叶片通常又分为根部断面、中段断面和叶尖（翼尖 ）三部分 ， 如图所示。
大型风电机组叶片结构简图
（3）纵梁或龙骨(加强筋或加强框) 叶片的纵梁一般为玻璃纤维增强复合 材料或碳纤维增强复合材料，作用是保证叶片长度方向和横截面上的强度和
项目一
叶片的维护检修
项目目标
知识目标 1）了解叶片的结构及制造特点。 2）熟悉并掌握叶片的使用、维护与检修内容。 3）掌握叶片维修方法。 能力目标 1）能够独立进行叶片的日常维护。 2）会分析处理叶片的常见故障。 3）会对叶片进行简单的修补。
项目设计
本项目是要通过对风力发电机组风轮叶片的维护检修 及故障分析，使学生理解叶片的结构、生产材料及制 造工艺；掌握叶片的维护检修内容，能够分析与处理 叶片的常见故障。为此，本项目设计为三个任务，分 别是叶片的维护检查、叶片常见故障分析和叶片的维 修。
⑤ 打开树脂灌注口阀门，树脂在大气压推动下进入模腔，浸透增强材料并充 满模腔。
⑥ 经检查确认树脂已充满模腔后，启动热水循环泵对模具进行加温加速叶片 固化，缩短在模具内的固化时间。达到工艺要求的固化时间后，关闭热水循 环泵，移除热水循环、真空泵及树脂灌注设施。
3）对叶片进行任何维护和检修，必须首先使风力发电机停 止工作，各制动器处于制动状态并将叶轮锁锁定。 2. 准备工器具
3. 叶片维护检查内容 （1）外观检查 应检查叶片表面是否有裂纹、损害和脱胶现象。在最大
弦长位置附近处的后缘应格外注意。 1）砂眼检查。2）裂纹检查。3）防腐检查。 （2）叶轮平衡检查 如果功率异常或可变负载跟随旋转出现，可能是由
2）真空辅助浸渗成型工艺。
① 清净模具，在模具内表面均匀喷涂脱模剂，待干燥后喷涂胶衣层。
② 胶衣层干燥后，在模具内表面使用图样要求的规格品种的增强材料，根据 图样要求按规定的层数和结构，铺覆好叶片的增强层。将叶片内的预埋件如 防雷构件、叶根构件等准确配置在图样要求的位置上。
③ 检查铺覆好的叶片增强层和预埋件，将上、下模具闭合，接着把上、下模 具的接合面进行可靠的密封。
⑦ 叶片脱模，切除多余的流道口、飞边，检查叶片是否存在缺陷。对于允许 修复的缺陷进行修复，半个叶片壳体成形。
⑧ 利用模具将叶片上、下壳体，腹板梁和叶根部粘合成完整的叶片。
⑨ 修复、检查合格后喷涂面层，即为叶片成品。
任务1 叶片的维护检查
1. 注意事项 叶片的维护和检修工作注意事项： 1）如果环境温度低于-20℃，不得进行维护和检修工作。
刚度，通常为两条。采用硬质泡沫塑料夹心结构，内部是高密度硬质泡沫塑
料板，外包复合材料。叶片纵梁主要有D形、O形、C形和矩形。
3. 叶片参数 以金风和华锐风力发电机组为例，叶片的主要技术参数见表1-1。
表1-1 风力发电机组叶片主要技术参数
叶片型号
SL1500NOI34（LM34）
FL1500NOI34(LM34)
54×M30 20
Steel 10.9
-30°C 至 +40°C 玻璃纤维增强树脂
5530
4. 叶片制造 （1）叶片制造方法 叶片制造主要有手工糊制成型、真空辅助浸渗成
型、叶片树脂传递成型工艺（RTM）、叶片零件楔形块成型工艺等四 种方法。 （2）叶片制造通用工艺流程 清理模具→喷涂脱模剂→喷涂胶衣→铺 层→真空浸渗树脂→加热固化→脱模→黏合成型→打磨表面→喷漆等 。 下面介绍手工糊制成型工艺和真空辅助浸渗成型工艺制造流程。 1）手工糊制成型工艺。 ① 首先在模具上均匀地刷涂或喷涂脱模剂。 ② 当脱模剂干燥后，在模具表面均匀地涂一层胶衣树脂。 ③ 胶衣层凝固后，在模具成型表面按要求铺放增强材料（表面毡、短 切原丝毡、等），用滚子或毛刷等涂刷混有固化剂的树脂，注意树脂 和固化剂必须严格按比例混合。 ④ 使树脂浸渍增强材料并去除气泡，压实铺层；反复进行铺层操作， 直至达到产品的设计厚度。 ⑤ 树脂进行聚合反应，常温固化，也可加热加速固化。 ⑥ 制品固化后脱模，清擦模具，产品修边加工。
叶片也被称为桨叶，具有空气动力外形，如图所示。
风力发电机组叶片翼型
大型风电机组叶片
2. 叶片结构 风力发电机组叶片由根部、外壳和纵梁三个部分组成。叶片叶尖的类型多种
多样，有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。 （1）根部 叶片根部材料一般为金属结构，有钻孔组装式和螺纹件预埋式
两种。 （2）外壳 叶片的外壳一般为果环境温度低于-30℃，不得进行维护 和检修工作。
2）如果超过下述的任何一个限定值，必须立即停止工作， 不得进行维护和检修工作。
叶片位于工作位置和顺桨位置之间的任何位置5min平均风 速为10 m/s或5s阵风速度为19 m/s；叶片位于顺桨位置5min 平均风速为18 m/s或5s阵风速度为27 m/s。
知识链接
1. 叶片概述
风力发电机组的核心部件是风轮（也称叶轮），风轮由叶 片和轮毂组成。叶片通过变桨轴承被安装到轮毂上，共同 组成风轮。叶片接受风能使风轮绕其轴转动，将风能转换 成风轮的旋转机械能并传递到轮毂上；机械能通过连接在 轮毂上的增速齿轮箱主轴传递给发电机，发电机将接受的 机械能转换成电能，输送给电网。
长度/m
34
37.3
风轮直径/m
70
77
适应风区
GL II
IEC Ⅲ
切入风速/（m/s）
3.0
3.0
切出风速（m/s） （10 min平均风速[A1] ）
25.0
22.0
环境温度/℃ 叶片材料
质量/kg 螺栓规格及材料
工作寿命/a
-45～+60(-40～+55) 玻璃纤维增强树脂 5500×（1±2%）
叶片不平衡或叶轮有不同的叶片角度造成。如果可变负载出现且与风速 无关，叶轮上可能有不平衡。如果可变负载是不规则的且部分与风速有 关，叶片角度可能调整错误，测量叶片角度并进行调整。 （3）叶片噪声与声响检查 叶片的异常噪声可能是由于叶片表层或顶端 有破损，叶片尾部边缘也可以产生噪声；如叶片的异常噪声（呼哨声） 很大，证明有单支叶片出现受损现象。应检查叶片内是否有异物不断跌 落的声响。 （4）排水孔检查 应经常清理排水孔，保持排水通畅。若排水孔堵死， 可以使用直径大约为5mm的正常钻头重新开孔。 （5）T-螺栓保护检查 在叶根外侧应检查柱型螺母上部的层压物质是否 有裂纹，检查螺母有没有受潮。 （6）防雷系统的检查维护 检查防雷系统组件是否有受过雷击的迹象， 是否完整无缺、安装牢固，如有则整理和修复组件以达到最初设计的状 态。检查接闪器和叶片表面附近区域是否有雷击造成的缺陷、接闪器是 否损毁严重、雷电记录卡是否损坏。
力学外形。上、下壳体主要以单向增强材料为主，并适当铺设±45°层来承 受扭矩。一支叶片通常又分为根部断面、中段断面和叶尖（翼尖 ）三部分 ， 如图所示。
大型风电机组叶片结构简图
（3）纵梁或龙骨(加强筋或加强框) 叶片的纵梁一般为玻璃纤维增强复合 材料或碳纤维增强复合材料，作用是保证叶片长度方向和横截面上的强度和
项目一
叶片的维护检修
项目目标
知识目标 1）了解叶片的结构及制造特点。 2）熟悉并掌握叶片的使用、维护与检修内容。 3）掌握叶片维修方法。 能力目标 1）能够独立进行叶片的日常维护。 2）会分析处理叶片的常见故障。 3）会对叶片进行简单的修补。
项目设计
本项目是要通过对风力发电机组风轮叶片的维护检修 及故障分析，使学生理解叶片的结构、生产材料及制 造工艺；掌握叶片的维护检修内容，能够分析与处理 叶片的常见故障。为此，本项目设计为三个任务，分 别是叶片的维护检查、叶片常见故障分析和叶片的维 修。