试论风力发电厂风机叶片检测与维修

试论风力发电厂风机叶片检测与维修

摘要：风力发电是新时期的节能减排技术之一，可以为各行业的电力使用提供更强动力，从宏观发展的角度出发进行分析，有利于实现对电力市场的有效调控，保证电力供需平衡；而立足于微观层面，可以在提供更多电力的同时减少环境污染及资源浪费的情况，有利于实现可持续发展的目标。为进一步突显风力发电厂风机叶片的实际作用，应该加强对相关检测技术的分析，明确常见叶片损坏类型，合理选择维修方法，进而达到提高风机运行质量、强化成本控制的目的。

关键词：风机叶片；检测技术；维修方法

风力发电厂是社会发展建设中的重要支撑，能够强化对自然资源的利用，减少在发电层面的资金和资源投入，进一步满足新时期的节能环保发展要求。而在风机投入使用中，叶片损伤问题较为常见，为了保证风机运行质量，需增强叶片检测及维修意识。

1.风力发电厂风机叶片损伤原因分析

1.1运输及吊装不规范引发的损伤

通常情况下，风力发电厂的风机叶片需要利用专门的运输工具运送至现场进行安装，而由于安装地点的地理位置较为偏远，需要进行长距离运输，且容易受到地理条件及崎岖道路影响，导致叶片运输途中与树木或者山体发生碰撞或者剐蹭，使得风机叶片出现不同程度的裂痕。而在叶片投入使用过程中，则会使裂痕不断扩大，增加了风机叶片故障的发生概率，虽然部分叶片在运输及吊装过程中能够保持完好，但在使用过程中容易受到沙尘天气等因素影响，导致风机叶片受到沙粒吹打而形成麻面或者出现砂眼，由于叶片不再光滑，变得愈加粗糙，会在一定程度上增加表面阻力，给叶片带来更大的损伤。

1.2自然原因及环境因素造成的损伤

除了运输及吊装环节容易损伤风机叶片，还会因为自然因素造成风机叶片的

损伤，在雷击方面有明显体现，例如，风力发电厂缺少防雷设施或者防雷系统出

现异常，则容易在雷雨天气时，遭受到雷电攻击，在没有避雷措施的情况下，雷

电电流会直接传到发电机位置，引发风机叶片的破损，只有保证避雷措施完善的

情况下，才能强化对风机叶片的有效保护，减少雷击带来的损伤。

1.3缺少科学的日常维护造成的损伤

风力发电厂风机叶片的实际运行中，一旦出现超额定功率运行的情况，会增

加叶面损伤概率，严重的导致叶片失效。同时，飞车问题也容易引发风电机组变

桨系统的异常运行，增加故障问题的发生概率，且在缺少规范化维护的情况下，

会对风机叶片产生不良影响。主要因为多数风电机组在山区及沿海岛屿等区域内

安装，一定程度上增加了日常维护检修难度，需要投入大量的资金和资源，增加

了维护成本。部分单位为了节约维护成本，减少了维护次数，增加了故障问题的

发生概率。

2.风力发电厂风机叶片检测技术

2.1主动式探伤检测技术的应用要点

主动式探伤检测技术的实际应用中，是依托于PZT陶瓷的主动缺陷检测方法，此种检测方式的基本原则是利用PZT逆电子效应的胶版激励器，使其位于图纸的

一侧，另一侧为基于PZT电子效应的传感器。检测过程中，励磁粘接板会发生振动，通过叶片截面，振动会传递到传感器，如果叶片表面存在裂纹或者变形，会

将振动波反射，传感器能够分析接收到的信号，进而了解叶片的整体状态，明确

是否存在损伤或者变形问题。

2.2光纤形状传感技术的应用要点

在空分复用技术以及多芯光线传感技术得到改进和广泛应用的过程中，一定

程度上提高了重构算法的实时性及精度，由此可见，光纤形状传感技术能够在风

机叶片检测中发挥重要作用。风力发电厂的风机叶片壳体通常由主梁及蒙皮构成，而主梁需要在使用过程中承担载荷，蒙皮的主要作用是承担多数的剪切载荷。开

展叶片主梁制造工作的过程中，容易受到生产环境、加工工艺等多种因素影响，会引发叶片发生不同程度的变形，增加了叶片损伤和断裂的几率。而蒙皮结构在叶片快速旋转过程中，容易因强大的流体压力发生变形，进而引发叶片损伤，因此，采用光纤形状传感技术，能够实现对叶片变形情况的检测，有利于及时发现叶片的损伤。

2.3非侵入式在线检测技术的应用要点

侵入式检测技术在风力发电厂风机叶片检测中的利用率较高，通常需要在刀片结构中设置传感器，能够强化传感器信号处理算法应用的成熟性及实效性，结合对多个传感器的使用，可以减少基础层面的不足。以上为侵入式检测技术的应用特点，此项技术容易缩短检测系统的寿命，主要因为需要在托盘中嵌入检测系统，如果托盘发生故障问题，则会影响检测质量，且修复及更换的难度很大。而非侵入式检测技术的应用，能够有效规避以上问题，此项技术主要依托于图像识别，配合振动检测功能实现对风机叶片的检测，主要通过利用扫描激光多普勒振动探测器，针对叶片的频率和振幅展开测试，有助于及时发现故障问题。

3.风力发电厂风机常见叶片损坏类型及维修方法

3.1前缘腐蚀的维修方法

风力发电厂的风机风电机组运行中，一旦发生前缘腐蚀，会使叶片产生翼型变化，同时，在此种损伤影响下，容易降低风机叶片的风能捕捉效率，通过分析相关的研究数据，可降低效率达到5%以上。需要在叶片维护过程中，重点检查前缘腐蚀情况，一旦发现此种问题，需做好损伤表面的清理工作，做好土层的重新涂敷工作，利用耐磨涂层进行加涂，配合增加外层保护膜，有助于减少叶片使用中的盐雾或者风沙侵蚀。

3.2后缘损坏的维修方法

风力发电厂的风机使用过程中，除了常见的叶片前缘腐蚀问题，叶片后缘损坏问题也较为常见。针对叶片后缘损坏问题的处理来说，选择进行早期处理可以提高维修成功的概率，如果在实际使用过程中，缺少对后缘损坏的重视，且在出

现此类损坏问题后，没有及时采取有效措施进行处理，则会扩大损坏范围，由叶片开始逐步延伸至梁柱位置，进而对风电机组造成不良影响，且带来的损伤为不可逆破坏性损伤。因此维修技术人员应该在发现叶片的后缘损伤后，做好轻微开裂胶层的填充处理，配合铺设纤维布层，能够有效防范二次开裂。

3.3表面裂缝的维修方法

在风机叶片实际投入使用过程中，如果出现表面裂缝或者存在叶片砂眼，则容易让外部环境中的水汽进入叶片内部结构中，在环境温度不断降低的过程中，容易增加内部水汽结冰的概率。一旦内部进入水汽过多，则容易因结冰体积过大而增加风机叶片开裂的概率，进而引发叶片失效问题。为此，需要在开展风机叶片维修作业时，选择专业性、适用性更强的工具进行修复，并配合做好裂纹位置涂层的涂覆工作，有助于降低内部结构层发生损伤的概率。

3.4雷击损坏的维修方法

风机运行中，避免不了会受到天气变化及环境条件等因素影响，尤其在雷雨天气到来时，在风机内部导雷系统出现故障问题时，容易增加雷击概率，一旦叶片受到雷击，则无法正常投入使用。为此，需要做好风电机组避雷系统的完善工作，安排专门的技术人员做好定期维护和检修，如果发现已经发生损坏的零件，需及时做好更换工作，以防影响风机的正常运行。

结语：风力发电厂风机叶片投入使用中，容易受到运行环境、叶片质量及日常维护等因素影响，增加了风机叶片损伤的概率。为了保证风机叶片能够正常投入使用，减少因叶片损伤带来的经济损失，应该合理选择风力发电厂风机叶片检测技术，构建高效的叶片维修模式，切实解决实际存在的风力发电厂风机叶片损伤等常见问题，以防阻碍风力发电厂的稳定有序发展。

参考文献：

[1]陈天啸.风力发电叶片回收技术及发展展望[J].玻璃纤维,2022(06):30-36.