102米“大刀”下线,我国正式进入海上风电百米级叶片时代

机械知网 2021-09-13 23:57:44

9月1日,上海电气风电集团自主研发百米级风电叶片S102在连云港中复连众顺利下线。该叶片长达102米,按照GL2015和IEC61400-5标准进行设计,满足海上I类台风风区。该叶片的下线,标志着电气风电正式进入海上风电百米级叶片时代!

该叶片长102米,采用碳纤维主梁、叶根预制和后缘辅梁预制等全新界面融合技术,有效地缩短了叶片生产周期,提高了质量可靠性。

S102叶片的研发采用多种高精尖技术,极大限度地保证和提升了叶片的工作效率与稳定性,体现出电气风电强大的技术研发能力。

该叶片采用高升阻比/低粗糙度敏感性的翼型族,从源头保证优异的叶片发电效率,并最大限度的降低环境影响。采用平台化整体设计优化方法,运用自主开发的数字化技术,使整机效率和载荷达到最优平衡。

采用弯扭耦合设计技术,将叶片动态变形作为关键设计因素,动态迭代叶片气动和结构,保证发电量和载荷的高稳定性;对标最新的国际标准,对叶片进行全方位安全校核,并且通过结构创新,将叶片重量降至最轻,使整机的成本及可靠性能达到最优;采用碳纤维叶片设计技术,充分发挥碳纤维材料比模量高、比强度高等优势,减轻了叶片重量,提升了发电量,降低了机组载荷;采用面向制造的模块化设计和界面融合技术,为未来提升批量制造效率打下良好的基础。

值得一提的是,该叶型单台机组全年发电量可满足5万个家庭一年用电,相当于每年减少5万吨二氧化碳排放。根据计划,S102叶片将交付中复连众检测中心开展叶片固有频率、静力、疲劳和后静力测试。

10MW-SR210型叶片,102米长叶片,首尾相接差不多可放下11辆9.6米长25吨大卡车。世界记录保持着博尔特从头跑到尾要10秒钟!

其实上海电气和中复连众打造的102米叶片并非我国首支长叶片,而中国船舶集团洛阳双瑞风电叶片有限公司的10MW-SR210型叶片也是102米长,6.6米宽。

10MW-SR210型叶片

该叶片作为一款高度定制化产品,匹配中国船舶集团海装风电股份有限公司平价海上风电机组,兼顾叶片轻量化、机组载荷最小化,实现与机组最佳匹配。

铺层、灌注、气动组件预制成型及安装、叶根尺寸收缩控制等工序在大型化后呈现的各个工艺难关均有效突破,在保证优异气动性能的同时,采用复合梁、后缘预制气动组件等创新设计、创新工艺,既保证了叶片的安全可靠,又实现了重量最优。

2021年4月10日晚,10MW-SR210型叶片通过海运,从江苏运抵广东阳江深水港码头,将在位于阳江的国家海上风电装备质量监督检验中心开展检测工作,这也是国内首次进行超百米风电叶片的全尺寸检测。据说,他们提前近两个月的时间开始陆运改造、电脑演练,确保它能安全“着陆”。

国内最长的风电叶片都将送到国家海上风电装备质量监督检验中心,依据国际标准要求开展重量重心、固有频率、静力、疲劳、疲劳后静力等一系列的检测项目,以检测叶片的极限承载能力和疲劳寿命。

通过检测,及时发现叶片设计、制造过程中的缺陷,与叶片制造厂迭代修复调整。

有意思的是,为满足转运翻转,车间跨度可并排停放三架737-700飞机;弯矩超过国内已生产最长91米叶片最大弯矩的5倍,测试承载台建设高度超过8层住宅楼。

下面就是疲劳测试的大场面:

说起这些长叶片,可能大家总觉得为什么要做这么大,仿佛咱们很多企业都爱追求大,其实并不是这样的,比如,2018年初,世界上最大的风力涡轮机叶片——LM 88.4 P在丹麦一家工厂制造,每个叶片长度为88.4米:

2019年,世界上第一支超过100米的风机叶片下线,LM风电公司的法国瑟堡的工厂为GE's Haliade-X12兆瓦海上风电机组生产了107米长叶片:

同年6月27日,东方电气风电有限公司10MW功率等级B900A型叶片在天津叶片公司下线,该叶片长90米:

随着风机大型化趋势愈发明显,大型风机叶片也被看作是衡量企业技术实力的标志之一。我们也在留言中与读者交流说,咱们国家的百米叶片时代也将马上到来,以后的叶片还会更长。

这些百米叶片的研发测试将推进我国大叶片、大兆瓦机组的产业化应用,开启海上风电新时代。

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