中國風機產業(yè)網  風機的透風換氣是需要良多組件共同來完成的，一個組件泛起題目就會降低風機的實際效果，不能達到最佳的透風換氣狀態(tài)，我們在使用風機的時候就需要對每個組件進行充分的保養(yǎng)和維護，以求每個組件都能在使用中施展效果，整個風機的使用才能得到保障，在眾多的組件中，風機的潤滑系統顯得格外的重要，所以做好潤滑系統的保養(yǎng)工作，才能進步它的使用效率。

    不同的風機對潤滑系統的要求也不一樣，對于軸流風機來說，維護潤滑系統能直接進步風機的整體使用效率。潤滑系統在整個風機的使用過程中主要起著潤滑風機的零部件的作用，假如零部件之間不能靈活的運轉，那么就說明了潤滑系統的維護工作并沒有做到很好，要想保障軸流風機的潤滑系統能有效的使用，首先要確保它的動力來源，風機的動力來源就是油箱內的儲油量的多少，這個量是不能多也不能少的，尤其是不能過低了，否則一旦風機的儲油量耗盡了，就會造成風機的良多零件發(fā)生嚴峻的耗損。所以在平時的使用中，一定要常常建廠儲量多少，一定不要低于最低的刻度，當發(fā)展油量不足時候要及時的加滿增補，機油作為風機必備的一種，機油的質量必需要有一定的保證，油質的好壞直接影響著風機的使用效率，決定了潤滑系統的使用情況。

    在維護潤滑系統的時候，也不要忽略了過濾器的使用，過濾器對于潤滑系統來說長短常重要的，它可以匡助潤滑系統過濾掉那些雜質，確保風機潤滑系統的清潔性，這對于風機的使用也能起到很大的作用，因此我們在對潤滑系統進行維護時，也要關注到影響潤滑系統的其他一些因素。

隨著世界能源危機的日益嚴重以及公眾對于生態(tài)環(huán)境要求的呼聲日益高漲，發(fā)展可再生能源成為當前21世紀世界一個共同的趨勢。目前，全球約有50個國家頌布了支持可再生能源發(fā)展的相關法規(guī)，而風能作為可再生能源的重要組成部分， 自然受到世界各國政府的重視。各國正加快對風力發(fā)電機組的研究步伐，不斷推出新的技術裝備和成型工藝。風力產業(yè)正逐步發(fā)展成為初具規(guī)模的新興產業(yè)。
根據我國“十一五”能源規(guī)劃，風機發(fā)電將作為可再生能源重點支持發(fā)展的對象。我國可開發(fā)利用的風能資源有10億kW。其中陸地2.5億kW，現在僅開發(fā)了不到0.2%；近海地區(qū)有7.5億kW，風能資源十分豐富。風能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”(東北、西北、華北)地區(qū)及東南沿海地區(qū)。三北地區(qū)可開發(fā)利用的風力資源有2億kW，占全國陸地可開發(fā)利用風能的79%。根據風力發(fā)電中長期發(fā)展規(guī)劃，到2005年全國風電總裝機容量為100萬kW，2010年400萬kW，2016年1000萬kW，2020年2000萬kW。這一規(guī)劃將極大的促進我國風力產業(yè)的發(fā)展。
葉片是風力發(fā)電機組有效捕獲風能的關鍵部件。在發(fā)電機功率確定的條件下，如何提高發(fā)電效率，以獲得更大的風能，一直是風力發(fā)電追求的目標，以獲得更大的風能，一直是風力發(fā)電追求的目標，而捕風能力的提高與葉片的形狀、長度和面積有著密切的關系，葉片尺寸的大小和強度則主要依賴于制造葉片的材料和理想的成型工藝。葉片的材料越輕、強度和剛度越高，葉片抵御載荷的能力就越強，葉片就可以做得越大，它的捕風能力也就越強。
目前世界上絕大多數葉片采用玻璃鋼/復合材料制造，主要考慮玻璃鋼/復合材料有一些優(yōu)點是其它材料所不具備的。①它可根據風力機葉片的受力特點設計強度與剛度，利用纖維受力為主的理論，可把主要纖維安排在葉片的縱向，減少材料用量，減輕葉片的重量；②容易成型。葉片具有復雜的氣動外形，如用金屬制造相當困難，而用復合材料制造則容易得多，模具制成后，可以進行批量生產；③優(yōu)良的力學性能。葉片使用壽命約20年，要求葉片具有良好的疲勞強度。玻璃鋼的疲勞強度較高，缺口敏感性低，具有良好的疲勞性能。此外，玻璃鋼內阻尼大，抗震性能較好；④耐腐蝕性好。風力機安裝在外，近年來又大力發(fā)展離岸風電場，風力機安裝在海上，風力機組及葉片要受到各種氣候環(huán)境的影響，要具有耐酸、堿、水汽的性能。
2 材料體系
復合材料在風力發(fā)電中的應用主要是轉子葉片、機艙罩和整流罩。相對而言，機艙罩和整流罩的技術門檻較低，開發(fā)生產的難度不大。而風力發(fā)電機葉片則是風力發(fā)電機組的關鍵部件之一，其設計、材料和工藝決定風力發(fā)電裝置的性能和功率。在風力發(fā)電機興起100多年的歷史里，葉片材料經歷了木制葉片、布蒙皮葉片、鋁合金葉片等。伴隨著聯網型風力發(fā)電機的出現，風力發(fā)電進入高速發(fā)展時期。傳統材料的葉片已不能滿足日益大型化的風力發(fā)電機上某些使用性能的要求，于是具高比強度、高比剛度的復合材料葉片隨之發(fā)展起來。風電葉片已成為復合材料的重要應用領域之一。
目前正在服役的風力發(fā)電葉片多為復合材料葉片。風力發(fā)電機葉片是一個復合材料制成的薄殼結構，一般由根部、外殼和加強筋或梁三部分組成，復合材料在整個風電葉片中的重量一般占到90%以上。這些葉片基本上由聚酯樹脂、乙烯基樹脂和環(huán)氧樹脂等熱固性基體樹脂與E-玻璃纖維、s－玻璃纖維、碳纖維等增強材料，通過手工鋪放或樹脂注入等成型工藝復合而成，以滿足不同風場的使用要求。由于玻璃纖維的價格僅為碳纖維價格的1／10左右，目前的葉片制造采用的增強材料仍以玻璃纖維為主,生產負壓風機。例如，在54m長的大型復合材料葉片制造中依然以玻璃纖維為增強材料，最輕的葉片重量僅為13.4t。隨著超大型葉片的出現，葉片轉子直徑不斷增加，葉片對增強材料的強度和剛度等性能也提出了更高的要求，玻璃纖維在大型復合材料葉片制造中逐漸顯現出某些性能方面的不足。LM公司開發(fā)的應用于5MW風力發(fā)電機上的61.5m長的大型風機葉片，其質量為17.7t，在橫梁和端部就使用了碳纖維增強材料。德國NordexRotor公司開發(fā)的56m長的風機葉片也采用了碳纖維。而且他們認為，當葉片尺寸大到一定程度時，由于使用碳纖維增強，玻纖和樹脂的用量可以減少,車間降溫風機，其綜合成本可以做到不高于玻纖復合材料。使用碳纖維不僅可以提高葉片的承載能力，由于碳纖維具有導電性，也可以有效地避免雷擊對葉片造成損傷。為滿足風機葉片的使用要求，目前玻璃纖維也在發(fā)生技術革新。例如，歐文斯科寧開發(fā)的WindStrand新一代增強型玻璃纖維，可以在不增加葉片成本的情況下提高葉片的性能。據報道，WindStrand可以提高葉片的剛度和強度，使葉片具有良好的抗疲勞性能，從而可以提高葉片的抗風性能，增長葉片的壽命，提高葉片的能量轉換率。與傳統的E-玻纖相比，增強型Windstrand可以使葉片的重量降低10％，從而最終可以降低風電的成本。
風力發(fā)電機組在工作過程中，風機葉片要承受強風載荷、砂粒沖刷、紫外線照射、大氣氧化與腐蝕等外界因素的作用。為了提高復合材料葉片的承載能力、耐腐蝕和耐沖刷等性能，必須對樹脂基體系統進行精心設計和改進。例如，采用性能優(yōu)異的專用風能環(huán)氧樹脂代替不飽和聚酯樹脂，可以改善玻璃纖維/樹脂界面的粘結性能，從而提高葉片的承載能力，擴大玻璃纖維在大型葉片中的應用范圍。同時，為了提高復合材料葉片在惡劣工作環(huán)境中長期使用性能，還開發(fā)了耐紫外線輻射的新型環(huán)氧樹脂系統。
采用熱固性樹脂生產的復合材料葉片，目前的工藝水平難以對其回收再利用，一般的處理僅僅是在露天堆放，隨著風電葉片的尺寸越來越大，數量激增，這些葉片退役后給環(huán)境造成的影響不可忽視，這違背與目前倡導的可持續(xù)發(fā)展的宗旨。愛爾蘭Gaoth Tec Teo公司、日本三菱重工、美國Cyclics公司簽署了合作協議開發(fā)熱塑性復合材料葉片，并已采用玻璃纖維增強Cyclics公司的低粘度熱塑性CBT樹脂制造出世界上首個12.6m可循環(huán)利用風電葉片。據稱，這種葉片退役后，每套葉片回收的材料平均可達到19t，這是一個史無前例的數據。但在更大尺寸葉片的制造上，這種熱塑性樹脂目前的性能可能還不是很理想。據稱，目前上述幾家公司正在研制30m以上的葉片。
3 葉片成型工藝
大型風力機葉片大多采用組裝方式制造。分別在兩個陰模上成型葉片蒙皮，主梁及其他玻璃鋼部件分別在專用模具上成型，然后在主模具上把兩個蒙皮、主梁及其它部件膠接組裝在一起，合模加壓固化后成整體葉片。膠粘劑是葉片的重要結構材料，直接關系到葉片的強剛度。要求膠粘劑具有較高的強度和良好的韌性，且要有良好的操作工藝性，如具有不坍塌、易泵輸、低溫固化等特性。由于大多大型風力機葉片采用組裝方式制造，這就使其制備的成型工藝有多種。
FRP葉片的成型工藝大致有八種：①手糊工藝；②真空輔助注射；③樹脂傳遞模塑（RTM）；④SCRIMP浸漬工藝；⑤纖維纏繞藝（Fw）；⑥纖維鋪放工藝（FP）；⑦木纖維環(huán)氧飽和工藝（WEST）；⑨模壓工藝。下面介紹幾種葉片的成型工藝。
3.1 手糊工藝
傳統的葉片成型工藝多用手工鋪糊，又稱濕法成型。在手糊工藝中，將纖維基材鋪設放在單模中，然后用滾或毛刷涂覆玻璃布和樹脂，常溫固化后脫膜。該法以手工勞動為主，簡便易行，成本低，可用于低成本制造大型、形狀復雜制品、但效率亦低，質量不穩(wěn)定，工作環(huán)境差，多用于中小型葉片的的成型。干法成型（即預浸料成型）屬新興技術，纖維先制成預浸料，現場鋪放，加溫（或常溫）加壓固化，其生產效率高，現場工作環(huán)境好，由丹麥的Vestas首創(chuàng)并大量應用。應特別指出當，葉片用到碳纖維時，多用預浸料法成型。
3.2 樹脂傳遞模塑（RTM）
最新發(fā)展的葉片成型方法是RTM（即樹脂傳遞模塑成型）法，將纖維預成型體置于模腔中，然注入樹脂，加溫成型。RTM是目前世界上公認的低成本制造方法，發(fā)展迅速，應用廣泛。應該指出的是RTM是該法的一個總稱，其下可有多種衍生方法。生產大型葉片多用的是VARTM和SCRIMP法。
VARTM工藝是最近幾年發(fā)展起來的一種改進的RTM工藝。真空輔助灌注技術是應用真空，借助于鋪在結構層表面的高滲透率的介質引導，將樹脂注入到結構鋪層中的一種工藝技術，多用于成型形狀復雜的大型厚壁制品，國外在成型大型玻璃鋼產品中有所應用。我國玻璃鋼／復合材料葉片制造廠家由于受到市場、技術、材料、資金等方面的影響，大多采用濕法手糊工藝，常溫固化。工藝相對簡單，不需要加溫加壓裝置。但對于兆瓦級大型的風力機葉片來講，由于葉片體形龐大，如1.5MW風力機葉片的最寬處達3100mm，應用傳統的手糊成型工藝已很難實施，況且手糊成型具有生產效率低、勞動強度大、勞動衛(wèi)生條件差、產品質量不易控制、性能穩(wěn)定性不高、產品力學性能較低等缺點。真空輔助灌注技術是解決這一難題的一種新的成型工藝,工廠車間通風降溫。上玻院在研制863項目1MW風力機葉片時采用了真空輔助灌注工藝，通過多次試驗摸索，解決了一系列技術問題，如布管方式、真空度控制、樹脂選擇、鋪層皺折等，取得了很好的效果，使葉片成型工藝技術水平提高了一個層次。目前1.5MW葉片的生產也應用該技術。
SCRIMP即西曼復合材料模塑成型法，為美國：人西曼所發(fā)明，僅需單面模具且要求簡單，另一面亦為真空袋，適用于制造大型復雜制件。TPI Composites公司已用該法制造了其30m長的葉片。
3.3 纖維纏繞工藝（Fw）
這種纖維纏繞成型工藝主要是借鑒了復合材料管道的纏繞成型工藝，維纏繞成型較其它各類復合材料成型工藝，具有制品強度高、質量穩(wěn)定、可重復性好等優(yōu)點。纖纏繞工藝制備主要涉及纖維張力控制、纏繞速率和纏繞角等的控制。這種成型工藝還在試驗之中，由于葉片是典型的非回轉體構件，采用這種方法不但成本很高，而且線性設計復雜，有待于進一步發(fā)展。美國生產的WTS-4型風力葉片即采用了這種方法，單片葉片長度達39m，重13t，其生產過程是完全自動化的。由計算機控制的纏繞設備非常復雜，它有五種功能，即移動臺架、轉動心軸、伸縮工作臂、升降桿臂以及變動纏繞角。
4 結 語
風機葉片的大型化、輕量化和低成本化已是必然的發(fā)展趨勢，這就進一步要求成型工藝的創(chuàng)新與發(fā)展。這對我國風電產業(yè)既是機遇又是挑戰(zhàn)，要求我們注意整合國內的復合材料的技術力量，實現技術上的跨越性發(fā)展。
目前國外大的風機葉片廠家已積極搶灘中國，如LM、Vestas、Gamesa、Suzlon等均已入主天津，占去了很大的市場份額。國內的主要廠家如中復連眾、無錫中航惠騰、上海玻璃鋼研究所、北京萬電公司等均有引進技術，這對加速發(fā)展我國葉片產業(yè)是必要的。但今后應強調在引進消化的基礎上，有所創(chuàng)新、發(fā)展，從而擁有自主知識產權，占據國內市場的主要份額，再進一步走出國門，走向國際，參與世界市場的爭奪。
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