风电场风机叶片的损坏与防护

风电场风机叶片的损坏与防护

发表时间：2017-06-13T14:25:34.297Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：周喜乐[导读] 摘要：本文主要介绍风电场叶片损坏的危害，主要部位、原因以及防范措施。（大唐河南清洁能源有限责任公司河南平顶山 467000）摘要：本文主要介绍风电场叶片损坏的危害，主要部位、原因以及防范措施。通过本文的介绍，旨在为同类型风电场的运行和维护提供丰富的经验，保证风电场的安全稳定运行。关键词：风机运维；叶片；防护目前，随着低风速发电技术的进步，内陆风电发展迅速，但是国内风场的配套服务机制尚不完善，尤其针对叶片的维护保养，还没有引起风电行业的普遍重视。叶片承受载荷大，运行环境恶劣，风吹、日晒、雨淋、雷击、腐蚀等等都会对叶片的寿命造成巨大影响，因此随着运行年限的增长，随时都会出现一些意想不到的损伤甚至事故，直接影响风机的运行安全和风电场的经济效益。因此运行维护过程中

如何做好叶片的检查及修复是减少叶片损坏，减少企业损失的重要手段。

1 叶片损坏的主要部位风电叶片受损的主要部位集中在叶片前缘，并且离叶尖越近越容易受损。这是因为：叶片前缘外侧由于受到风力的摩擦，以及沙粒，盐雾，雨水的冲击，是风电叶片上最容易出现磨蚀的部位。叶片前缘内侧由于安装及日常运维过程中小螺帽、小螺栓等异物进入叶片，在风机运行过程中离心力的作用对叶片产生损伤，加上叶尖前缘部位比较薄，而且叶尖运转线速度很大(70m/s，相当于跑车速度），因此该部位在内、外力的作用下磨蚀最为严重。加上风电叶片前缘磨蚀之后，得不到及时的发现与维修，随着时间的推移，叶片会发生更为严重的损伤。由于叶片损坏造成造成3叶片平衡状态破坏，造成发电机及机舱振动保护动作造成停机。如果发生在风速变化比较大的时候严重的会造成叶片断裂，如果风机保护失效或者刹车系统延迟动作，将会给风机轴系及塔筒造成严重危害。

2 防止叶片损坏采取的措施 2.1叶片目视检查为了避免损坏造成的电量损失及其他经济损失。必须加强风电机组叶片的巡视检查的质量。传统的叶片巡视检查主要依靠运维人员用望远镜检查，主要检查：叶根密封胶是否开裂、剥落；叶片表面的盐雾、油污、静电灰等污垢，对是否需要清洗进行评估；叶片尾边或导向边是否开裂；是否有裂纹、气泡、凸起、麻面、砂眼等现象；叶片表面的胶衣是否腐蚀、剥落；叶片表面是否有雷击破损处。这种模式不仅存在工作量大、效率低等问题，而且受观测人员的经验及观测角度影响，导致不能全面及时的发现叶片问题。目前我公司采用的利用携带高清摄像头的无人机进行检查，当巡检过程中发现可疑点时，远程操作无人机进一步详细检查并采集各角度的高清画面。这些不同角度的高清图像数据由公司组织相关技术人员进行判断和分析，使得问题的诊断更加可靠，有效避免了人为因素的影响。另外，无人机叶片巡检所采集到的高清图像数据将会长期存留，方便每次叶片巡检工作结束后与历史巡检数据进行对比，为叶片全寿命的跟踪机制提供宝贵数据。

2.2叶片听声检查除了运维人员的目视检查另外一个就是听声检查，当然这个需要有一定的运维经验，但是只要知道了判断的依据大家都能听声辨别缺陷的；如果叶片叶尖处未出现砂眼、软胎、开裂、叶尖磨平现象，三支叶片运转时声音是平稳的、一致的，叶片转动至地面角度时，如果出现异常声音，或三支叶片的运转声音不一致，则意味着叶片中某些部分受损，需要停机检查，对叶片进行仔细的影像采集进行分析。总之三支叶片同时出现隐患的几率极低，从运转声音上，最易判断存在的叶片隐患。

2.2叶片登塔检查除了对叶片的目视检查，和听声检查外还要定期进行登塔检查,主要检查叶片根部密封和紧密度良好,叶片根部轴承密封良好,转动无异音;叶片根部螺栓的紧固力矩合格,要定期对叶片螺栓的力矩进行紧固;检查导流罩螺栓无锈蚀,紧固良好;叶片防雨裙位置正确,紧固良好;叶片内部引流线完好,固定牢固.另外要按照相关要求进行变桨系统的维护与检查.

2.3积极开展风电机组叶片内部的巡视检查随着科技的不断进步目前可以利用机器人携带高清摄像头对风机叶片内部进行拍照录像，主要检查：叶片避雷导线是否有缺失或折断；内部粘结胶部位是否开裂；叶片腹板是否有扭曲；内部是否有分层等缺陷；叶片内部是否有异物；芯材区域与表层玻璃钢是否有剥离。检查以便运维技术人员分析叶片内部是否有异物，并及时清除，是否受损及受损程度并修复。

3 叶片损坏措施分析当发现叶片损坏时要及时采取措施修复处理，避免事故扩大。由于叶片表面侵蚀，涂层形成很多小孔，水分通过小孔积存在叶片表面，甚至进入叶片腔体内，当雷电通过叶片接闪器时产生瞬间的高温，造成孔内水汽爆炸，形成叶尖炸裂。当然雷击本省对风电机组安全运行产生的危害也是比较严重的。雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片严重损坏。一是雷电击中叶片叶尖后，释放大量能量，瞬间使叶尖内部结构温度急剧升高，引起气体高温膨胀，压力上升，造成叶尖爆炸开裂；二是雷击产生的巨大声波也会对叶片造成冲击破坏。目前市场上的风电叶片防雷技术普遍采用的是叶尖接闪器，随着雷电损伤叶片的事故发生,风机叶片厂家逐渐吸收飞机的防雷技术逐步采用了雷电防雷导流条等技术,结合风机防雷技术进行优化有效降低了风机叶片因雷电造成的伤害。因此在风机叶片选型的时候要优先采用新技术、新工艺、新材料。

4 叶片的维护积极开展叶片的年度定期维护工作，每年对风机叶片进行一次全面的检查，并及时清除叶片表面的污染物，每2-3年对叶片进行一次防护性维护采取贴膜或刷漆等手段增强叶片防护膜的防护功能。同时做好相关连接螺栓的力矩紧固,以及液压系统或者电动变桨系统的维护. 结语

综上所述,由于叶片在室外、常年累月受各种介质侵蚀和影响，如果没有及时发现缺陷或忽视小缺陷，极易造成事故。并且类似叶片造成的事故通常发生在大风月，不仅造成较大的电量损失,而且产生较大的检修费用。因此，提高风机叶片巡检质量、加强风机叶片维护、发现缺陷及时采取措施，并消除才是避免事故、减少风险、稳定风电场收益的有效方式，才能为风电场安全运行提供有力的保障。参考文献

[1]李俊沅. 沿海风电机组叶片的日常检查与维护[J]. 风能,2016,(03):48-51.

作者简介

周喜乐，男，大学本科，助理工程师，风电场高级主管，研究方向：风电场运行、维护、检修。