摘要：針對風(fēng)力發(fā)電機組在運行過程中出現(xiàn)的葉片前緣腐蝕現(xiàn)象，本文介紹了葉片前緣腐蝕危害，對其進(jìn)行了原因分析并提出了修復(fù)及處置方法，對于有效預(yù)防風(fēng)力發(fā)電機組葉片事故及提高風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)能利用率具有非常廣泛的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機組;葉片前緣;葉片前緣腐蝕;風(fēng)能利用率

1.引言

湖南某山地風(fēng)電場（多雨、潮濕）于2012年投產(chǎn)，安裝25臺湘電風(fēng)能生產(chǎn)的XE82-2000型直驅(qū)式同步永磁風(fēng)力發(fā)電機組。2016年該風(fēng)電場在開展對風(fēng)力發(fā)電機組葉片的檢查過程中發(fā)現(xiàn)幾乎所有風(fēng)力發(fā)電機組葉片葉尖前緣都有腐蝕現(xiàn)象，腐蝕嚴(yán)重的葉片葉尖玻纖布損壞有3層至4層，如不立即對其進(jìn)行修復(fù)繼續(xù)長期運行，不僅降低風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)能利用率，還會進(jìn)一步影響葉片的其他部分，包括局部膨脹，積水，最終導(dǎo)致葉片整體受損難以修復(fù)。

根據(jù)調(diào)查，投產(chǎn)5-6年以上的風(fēng)力發(fā)電機組，葉片前緣都有被腐蝕的現(xiàn)象。

2.風(fēng)力發(fā)電機組葉片前緣腐蝕危害

2.1?葉片前緣介紹

風(fēng)力發(fā)電機組葉片主要是由復(fù)核材料（玻璃纖維）制成，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能的主要部件。風(fēng)機葉片從外觀看可以劃分為四個部分：PS面（迎風(fēng)面）、SS面（背風(fēng)面）、前緣（風(fēng)切入側(cè)）、后緣（風(fēng)切出側(cè)）。葉片前緣是切風(fēng)最厲害的區(qū)域。

2.2?葉片前緣腐蝕危害

前緣腐蝕帶來的直接影響就是破壞了葉片的氣動特性，從而影響了葉片的性能。一方面會影響整個機組的出力，同時也可能帶來設(shè)計之外的載荷。

根據(jù)丹麥公司?Blade?dynamic?在?2015?年的一項統(tǒng)計，前緣腐蝕問題可能會帶來?5%?甚至更多的年發(fā)電量損失。

如果腐蝕過于嚴(yán)重，長時間得不到妥善處理，會進(jìn)一步影響葉片的其他部分，包括局部膨脹，積水，最終導(dǎo)致葉片整體受損難以修復(fù)。

3.風(fēng)力發(fā)電機組葉片前緣腐蝕原因分析

葉片前緣腐蝕的主要原因有：葉片本身的運行特性、葉片的制作工藝不到位和運行使用環(huán)境惡劣等。

葉片本身運行特性方面：當(dāng)葉片運轉(zhuǎn)時，和空氣的相對速度可以達(dá)到?90m/s?以上。前緣部分首當(dāng)其沖，和空氣中的顆粒物、雨水等相互碰撞，其作用效果相當(dāng)于拿粗糙的砂紙在前緣上摩擦，這是腐蝕的客觀成因。

制作工藝方面：造成腐蝕發(fā)生的重要因素還有葉片的制造工。，比如，葉片制造過程中是否包含了前緣保護(hù)的工序，在制造過程中的微小瑕疵，可能也會造成腐蝕，比如加工過程中那些微小的氣泡。

運行使用環(huán)境方面：葉片在潮濕、沙塵、鹽霧等惡劣的環(huán)境下運行會加速前緣腐蝕的速度。

4.風(fēng)力發(fā)電機組葉片前緣腐蝕修復(fù)及處置方法

4.1修復(fù)及處置方案

方案1：僅對前緣玻纖布受損區(qū)域進(jìn)行修復(fù)。具體如下：1）對前緣受損玻纖布區(qū)域進(jìn)行打磨，清理;2）鋪布。根據(jù)受損情況決定鋪布的層數(shù);3）打磨。玻纖布干透之后進(jìn)行表面打磨;4）對新鋪布區(qū)域刮膩子，膩子干透之后打磨;5）刷膠衣、刷漆。案列如下：

修復(fù)前???????????????修復(fù)后

方案2：對前緣玻纖布受損區(qū)域進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)完后對葉尖前緣15米左右區(qū)域（根據(jù)運行歷年的運行情況，該區(qū)域腐蝕教嚴(yán)重）刷防蝕漆（前緣保護(hù)漆）。案例如下：

中閩澤岐風(fēng)電場前緣保護(hù)漆整改效果

方案3：對前緣玻纖布受損區(qū)域進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)完后對葉尖前緣15米左右區(qū)域增加防護(hù)膜（3M）。在貼膜方面，市場上常規(guī)采用的為3M保護(hù)膜。案列如下：

安徽宣城白馬風(fēng)場葉片前緣3M前緣保護(hù)膜修復(fù)情況

4.2?修復(fù)及處置方案的優(yōu)劣對比

方案一：施工相對簡單，費用相對較低，但沒有從根本上解決前緣風(fēng)蝕的問題，運行3-4年之后可能要面臨同樣的維護(hù)。

方案二：相對方案一，增加了施工難度、工期和費用，但能延長維修周期（3-5年）;但施工難度和費用相對于方案三低，應(yīng)用較方案三廣，目前時代新材新出產(chǎn)葉片在葉尖前緣都涂刷了前緣保護(hù)漆。

方案三：和方案二類似，相對方案一增加了施工難度和工期，費用相對較高，能相對延長維護(hù)周期（3-5年）;但較方案二施工工藝復(fù)雜、耗時長、費用要高、效果要好。另3M膜容易老化、氧化，加上高空工藝的不足，會一定程度上存在局部分層、脫落的現(xiàn)象，會對后續(xù)葉片的維護(hù)和保養(yǎng)帶來一些施工的不便利。應(yīng)用沒有方案二廣。

4.3修復(fù)及處置后預(yù)期達(dá)到的效果

方案一：通過對前緣玻纖布的修復(fù)，葉片3-4年能夠安全可靠運行（但只要葉片運行就會有切風(fēng)，葉尖前緣區(qū)域就會有風(fēng)蝕），后期運行情況要根據(jù)實際腐蝕情況再定。

方案二：方案二是在方案一的基礎(chǔ)上做了防腐蝕加強處理，根據(jù)行業(yè)內(nèi)的整改情況，整改完后葉片前緣能得到3-5年的有效保護(hù)。

方案三：方案三同方案二一樣是在方案一的基礎(chǔ)上對葉尖前緣做了加強，根據(jù)行業(yè)內(nèi)的整改情況，整改效果與絕緣保護(hù)器的效果差不多，整改完后葉片前緣能得到3-5年的有效保護(hù)。

5.結(jié)語

本文分析了風(fēng)力發(fā)電機組葉片前緣腐蝕的危害、腐蝕的原因、腐蝕的修復(fù)及處置方法，希望風(fēng)力發(fā)電企業(yè)及從業(yè)者重視葉片腐蝕問題并加強對葉片腐蝕問題的關(guān)注及處理，減少風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)事故，提高風(fēng)能利用率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 風(fēng)電峰觀察??風(fēng)電聚焦《關(guān)于葉片前緣腐蝕的十問十答》;

[2] 吳光軍、吳鳴寰、羅浩然??風(fēng)機葉片損壞分析及修復(fù)方法??風(fēng)電技術(shù)2018年6月?第3期

[3] 宋海輝?吳光軍?風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與工程?中國水利水電出版社?2014年7月

作者簡介：

易志高;性別：男;學(xué)歷：本科;工作單位：大唐華銀（湖南）新能源有限公司;主要從事風(fēng)電場運行及檢修管理工作。

（作者單位：大唐華銀（湖南）新能源有限公司）