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全球最长玻纤叶片顺利通过全尺寸静载测试

      10月30日,上海电气风电集团自主研制的海上风电叶片S84在连云港顺利通过全尺寸静力测试。该叶片长达84米,成为仅次于LM88.4米的全球第二长叶片,同时刷新了中国最长叶片纪录。值得注意的是,这也是全球最长的玻纤叶片。

  国内外权威的第三方认证机构DNV GL和中国质量认证中心(CQC)共同见证了这一历史时刻并给予了高度认可。该叶型各项测试指标均满足GL2010和IEC61400-23标准规范的要求。该叶片于10月17日交付中复检测中心,经过科学、缜密地准备,仅用14天就稳定可靠的完成全尺寸静载测试,其通过速度创造了同类大型叶片的静载测试的新纪录。为进一步确保叶片设计的安全性,在申请国内认证机构型式认证的同时,上海电气风电集团还申请了DNV•GL设计认证,目前GL已出具了叶片满足设计标准的证明。

  S84叶片是上海电气风电集团自主研发的玻纤叶片,将装配到上海电气风电集团最新发布的新机型DD6250-172风力发电机组上。它是针对于我国海上低风速风资源定制的大型叶片,适合于长江以北及浙北和广西等海域。众所周知,作为低风速叶片,叶片长度的增加,导致叶片的刚度和重量成为设计的瓶颈。而S84尽管采用全玻纤设计,但其重量却能控制在29吨左右,由此可以看出该叶型设计难度之大,机组匹配要求之高。上海电气风电集团叶片设计团队经过系统分析、反复论证和大胆创新,在叶片设计过程中突破了一系列设计技术难题,成功地完成了低成本、高可靠的S84叶片的设计。通过与国内领先的叶片供应商中复连众协同创新,发展了工艺设计、精益生产等大型风电叶片生产制造技术,高效、可靠地完成了S84叶片样片的试制。

  作为大型海上叶片,除要求出色的发电性能外,还要求卓越的可靠性。S84叶片拥有出色的可靠性,这点体现在叶片开发的各个环节中。

  主要体现在五个方面。一是翼型可靠性。S84叶片采用SE01钝尾缘翼型族,其特点是大厚度、钝尾缘设计,最大相对厚度达57%。气动性能优良,较一般翼型族,具有更高的失速角,设计攻角范围更大,更能适应海上大叶片市场需求。该翼型族中每个标准翼型都经过了精细的CFD仿真、风洞试验验证和批量叶片的挂机运行考验,并且该翼型族已经在大批量风场运行的过程中得到了充分的验证,充分展现了高气动效率、高气动稳定性等特点,并得到了广大业主的一致好评。二是气动附件可靠性。上海电气风电集团对每一款气动附件的开发都采取非常审慎的态度。在每一款的VG产品设计过程中,都经历了大量CFD仿真、风洞测试和风场挂机3个阶段测试。其中,CFD仿真不仅包括商业软件雷诺平均仿真,还进行了精细大涡模拟计算,来进一步研究VG对于流动控制的效果和三维流动机理。三是结构可靠性。S84叶片采用有限元方法进行结构设计,其中在屈曲、IFF分析上采用GL最新规范的要求,按照12个方向进行结构分析校核,计算结果表明,安全系数全部满足规范要求。四是制造可靠性。可靠性既通过设计体现,也需要制造来保障。在S84设计过程中,基于面向制造的设计理念,使用三维铺层软件设计叶片铺层结构,对叶片中每一个铺层进行精确定位,以便生产时简化铺层操作。采用在线涂胶、大型腹板一体定位粘接工装等大型工装辅助制造,减少了人员操作对产品质量的影响,提高了制造可靠性。此外为避免合模粘接中多余流挂的胶黏剂,在后期运行中造成叶片异响和损伤,采用了腹板PS面粘接合模技术。五是防雷可靠性。海上叶片遭遇雷击的可能性要高于陆上,而海上叶片维修的难度和成本更是远超陆上,因此海上叶片的防雷必须经过严谨的设计和测试验证。S84叶片防雷系统委托国外著名防雷设计公司设计。此前上海电气风电集团采用该防雷系统的叶片通过了IEC61400-24标准防雷测试,且获得了DNV•GL认证。后续S84叶片将运往欧洲进行防雷测试。

  如今中国海上风电正朝着大型化的趋势发展,作为决定机组捕风能力的大部件,高可靠、高性能、超大风轮叶片是海上风电设备发展突破的关键。一直以来,上海电气风电集团高度重视风电叶片技术的研发,强调系统工程技术对叶片和整机协同设计优化的重要性。12年来,上海电气风电集团先后自主研发设计了十余款叶型,造就了一支国内领先的叶片解决方案团队。上海电气风电集团风电叶片技术团队始终坚持基于低度电成本制定产品路线,始终坚持将技术实力作为核心竞争力,搭建完整、高效、自主的研发平台,拓展叶片关键技术研发。

  中国海上风电即将进入竞价时代,这也给蒸蒸日上的海上风电产业带来了新的挑战。如何降低全生命周期度电成本成了摆在行业面前的一道难题。作为国内最大的海上风电整机商,上海电气风电集团正不断加强技术突破创新,攻坚克难,继续引领着行业发展。

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