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        故事

        新材料故事 | 海上風電葉片:“海燕”的戰士之歌

        來源:中國建材股份、中國復材、中復連眾  發布時間:2022-04-15

        編者按

        當材料醒來的那一刻,它將成為你生活中的一段感受???、聽、觸摸......置身其中,材料無處不在。中國建材集團的能工巧匠們,實驗、堅守、創新,鍥而不舍,只為成就材料背后的可能,開發材料蘊含的寶藏。我們始終心懷“國之大者”,打造“國之大材”,服務國防建設、服務國家重大工程、服務國民經濟主戰場、服務人民美好生活......

        《新材料故事》,將用通俗易懂的話語,讓大家更好認識身邊無處不在的新材料,為大家講述我們與社會發展、人類生活齊步走的故事。

        “在蒼茫的大海上,狂風卷集著烏云,在烏云和大海之間,海燕像黑色的閃電,在高傲地飛翔?!闭f起海上風電葉片,會讓人不經意聯想到高爾基的《海燕》,海上風電葉片如同一只海燕,在大海上空揮舞著、轉動著,它箭一般地穿過烏云,戰勝狂風、暴雨、雷電,自由翱翔。

        風電葉片

        為配合我國首個海上風電項目——上海東海大橋海上風電項目建設,2008年,中復連眾復合材料集團有限公司啟航海上逐夢之旅,啟動了44米、3兆瓦葉片研發工作,次年葉片下線并開始發運。自此,中復連眾在海上風電葉片領域一路馳騁、不斷取得新的突破……

        2010年,62米葉片成功應用于當時國內單機容量最大的5MW機組

        2017年,68米葉片成功替代進口葉片

        2018年,84米葉片成為當時全球最長純玻纖葉片

        2020年,90米碳纖維預浸料主梁葉片下線

        2021年,代表著新一代制造技術與水平的102米葉片順利通過測試

        2022年,超過110米的葉片將在中復連眾誕生

        更長,更大功率葉片在研發進程中……

        立足海上風電,面向汪洋大海,這些如海燕般的海上風電葉片可以戰勝狂風、暴雨和雷電。

        戰勝狂風

        臺風是海上風電無法回避的現實問題,對風電葉片的運行安全提出更高要求,這也意味著海上風電葉片需要更強的結構、更精細的設計和更強的葉根連接。

        中復連眾始終致力于研發推動新型高性能材料在風電葉片上的應用。碳纖維可以給葉片提供更高的剛度和強度,是海上風電葉片制造的理想材料。2018年中復連眾與國內廠家共同開發國產碳纖維預浸料,國產碳纖維預浸料首次批量應用于90米以上海上風電葉片。2019年中復連眾在國內率先將玻纖拉擠板成功批量應用于40米葉片上。2021年,成功將碳纖維拉擠板批量應用于100米以上海上風電葉片……

        中復連眾90米葉片裝機的海上風電場

        隨著海上風電葉片的大型化、葉片重量的增加,葉根承受越來越大的載荷,葉根連接直接影響葉片的運行安全和葉片的自重。中復連眾分秒必爭攻克更高強度的葉根連接技術,實現了將特定直徑葉根承載能力提升20%的重大飛躍,超過了引進技術公司產品承載能力,為未來更加大型的海上風電葉片開發奠定了基礎。

        戰勝暴雨

        勇敢的海燕在大海上空翱翔,迎接著暴雨的洗禮,不懼風吹雨打、烈日炎炎,不懼海水侵蝕,迎風飛翔。海上風電葉片也要面對海上鹽霧、紫外線和雨蝕的考驗。中復連眾為“海燕”筑起了一道道防護,形成“海燕”在暴雨雷電中勇往直前的屏障——金屬件的防腐、葉片表面和前緣的油漆防護。

        葉根連接螺栓的防腐曾是一個長期存在的困擾問題,初期的葉片螺栓有的在廠內就發生了銹蝕,根本無法應對海上的工況。聯合螺栓制造廠家不斷地優化防腐材料和涂覆工藝,一遍遍地測試,最終將耐中性鹽霧試驗時長由720小時增加至1440小時,葉片上的其它金屬件也都達到了1440小時中性鹽霧試驗的要求。

        中復連眾貨場葉片

        葉片表面的防護油漆要經過海上強紫外線老化和鹽霧腐蝕作用,尤其是葉片的前緣,海上的高降水量及葉尖高線速度造成海上風電葉片的前緣雨蝕問題非常嚴重。為滿足海上環境的防護要求,通過大量試驗驗證,使用性能優異的材料,確保了葉片在承受3000h的Q-UVA老化、2000h的Q-UVB老化、3000h耐鹽霧后皮膚不出現任何異常,并可以接受160m/s的線速度、直徑1-2mm雨滴9h以上雨蝕測試挑戰,仍舊毫發無損。

        戰勝雷電

        狂風裹挾著烏云,面對雷電的嘶鳴,勇敢的“海燕”身披一身金鐘罩,在大海上空高傲地飛翔,無懼雷電。為滿足“海燕”對這層金鐘罩“皮實耐穿(質量穩定)、經濟(低成本)、舒服(生產便捷)”等需求,中復連眾研發團隊對葉片重新進行了全面的分析研究,并打造出全新金鐘罩——LPS-B系統。

        防雷測試

        隨著新國際標準的實施以及技術創新研究的不斷深入,風電葉片正朝著大型化、輕量化發展,對葉片防雷系統設計提出了更高的要求。這個全新的金鐘罩,確保了葉片即使在經受200kA、10MJ、200C的雷擊后仍舊堅不可摧,在高雷暴的海上,無懼隆隆雷鳴。

        葉片國內最長102米碳纖維葉片在江蘇省海上重點實驗室中復連眾檢測平臺一次性通過靜載測試

        除了擁有鋼鐵般的意志、強健的身體,中復連眾還為“海燕”打造了強有力的健康監測平臺——全尺寸檢測中心,能夠為葉片提供全面的體檢,確保葉片可以承受狂風驟雨的考驗,從而保證了葉片質量和風力發電機組穩定運行。

        風從海上來,電送千萬家。截至目前,中復連眾所供的海上風電裝機規模達到3GW,年發電量超過100億千瓦時,可減排二氧化碳900萬噸。

        在海的呼嘯和風的怒吼中,

        戰士“海燕”像個勇敢的白色精靈,

        它迎風轉動,

        將陣陣海風轉化為清潔能源。

        在加快綠色低碳發展、

        建設人與自然和諧共生的現代化道路上,

        我們期待看到更多的“海燕”

        御風而行、與風共舞。

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