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叶片延长,权威认证让技改更有保障

国际新能源网  来源:金风科技微平台  日期:2017-09-11
  样机运行稳定,功率提升明显,实现批量装机,通过型式认证——这一系列验证结果,昭示着我国叶片延长技术已经实现阶段性突破。
 
  1、被“浪费”的发电能力
 
  对于早期的风电项目而言,存在较多的现场风资源弱于机组设计的情况。例如,机组虽然是为标准II类风区所开发的,但项目现在的风资源条件,也只能达到III类或更低风速水平,这就造成机组潜能未被充分发挥,发电能力长期被“浪费”。
 
  出现这个现象的原因很多,有可能是由于项目建设时机型种类少,且机型多针对年平均风速较高风区开发的。也可能是由于风资源测量的不够精准,存在有实际年平均风速低于测量值的情况。
 
  “此外是随着风电场周边环境的变化,风资源逐渐弱化,导致机组发电量不够理想。”一位叶片延长工程师向小编介绍说。
 
  风能吸收公式显示叶片长度与机组功率有很大关系(R为叶轮半径)

 
 
  面对在风速较低时难被利用的风能,和老机型未能发挥的潜力,乃至企业精益化管理的需要,你可能会进行如下思考:是不是可以用更长的叶片换掉现有的小叶片,来提升机组在低风速区间的发电量?
 
  无法回避的现实是,以一个风轮直径为77米1.5兆瓦机组为例,若想将其换成82米的风轮,硬件以及工程费用成本将超过百万。这样大规模的投资,很难算得来经济账。
 
  可在空中直接进行施工的叶尖延长技术
 
  那么,难道就让这些机组继续这样低效运营下去?
 
 
  近期的好消息带来了一个更佳的选择:新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)取得了由鉴衡认证颁发的叶片延长部件型式认证证书。作为叶片延长技术的国内首个部件认证证书,这标志着我国大量老机组能够通过叶片延长技术,实现更高的发电能力,有力提升已投运项目的效益。
 
  2、叶尖延长更具优势
 
  据悉,叶片延长一般分为叶根延长与叶尖延长两种技术方案。金风科技早在2年前就已经开始对他们进行研究。其目的很明确:通过这种技术,便捷、有效地对老机组的风轮进行加大,从而令这些机组能够发出更多电量,提高业主收益。
 
  在对上述技术路线都进行了深入的方案设计开发及样机测试工作后,金风科技发现,叶尖延长具有更明显的经济优势和便捷性。
 
 
  对业主而言,叶尖延长增功方案的成本是需要考虑的一个方面,而技改的安全可靠性也很重要。为此,需要做好一系列的工作。
 
  例如,对叶尖延长段的气动设计,更多地考虑延续叶片的翼型,并选择合适的过渡位置以及延长长度。而在叶尖延长段的结构设计中,其安装连接形式关乎叶片高空运行的特殊性,更是研发人员所考虑的重中之重。叶尖延长的安装,由于同增功成本的控制、技改操作的便捷性等息息相关,更易采用空中施工的方案,为提高效率需要设计专业的工装。
 
  但无论在气动、结构、安装方案上进行怎样的设计,进行叶片延长后的叶片与机组都会产生各种变化,从而影响到安全。因此,需要对整机及叶片的载荷、强度进行分析校核,对整机的动态响应特性进行详细评估,并对其控制策略进行更新。
 
  若想做好上述一系列工作,需要较强的技术整合能力,而这正是金风科技作为风电整体解决方案供应商所具备的优势。
 
  3、功率提升效果明显
 
  “在此之前,叶尖延长已有的实施方案尚有很多不足。”金风科技增功提效工程师坦言。正因如此,金风科技在叶尖延长技术大面积应用以前,进行了严苛的实验与测试,从而对其可靠性做细致评估。
 
  对叶尖延长后的叶片进行测试

 
  一方面,在工厂模拟空中施工的条件,进行了叶尖延长的安装,优化安装工艺;另一方面,开展了叶尖延长后叶片的静载、离心力、疲劳等测试。这些测试的方案得到了认证机构的认可,测试本身也是在认证机构的监督下完成的,从而充分验证了金风科技叶尖延长技术的安装方案及其工艺是可靠的。
 
  2016年,金风科技在山西安装了第一台叶尖延长样机,截至目前,该样机在运行过程中都展现出了不错的稳定性与可靠性。2017年,金风科技对叶尖延长机组进行了功率评估,结论是其功率提升明显,能为业主带来可观的收益。
 
 
  
使用叶尖延长增功方案后的机组发电能力提升明显
 
  那么,既然这项技术已经实现了阶段性突破,其经济性如何呢?
 
  “叶尖延长增功的经济性,是方案能否实施推广的决定性因素。经济性是否通过与延长的长度即功率提升率,和机组原发电量密切相关。目前我们正在执行的项目,基本3年内即可收回成本。”
 
  这位叶片延长工程师所提到的项目,是金风科技正在执行的一个叶尖延长批量项目。除该项目外,金风科技也正进行多个项目的样机开发、安装与测试工作,并获得不少业主的认可。
 
  “后续我们将把增功与降载技术相结合,扩大叶尖延长增功方案的使用范围,切实解决更多项目业主发电量提升的需求。”上述工程师透露。
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