對早期風力發(fā)電機組槳葉改造

黃玉飛

（黑龍江華富風力發(fā)電穆棱有限責任公司，黑龍江 穆棱 157500）

我國早期風電場單機容量小、技術(shù)不成熟，風機多為引進國外技術(shù)與國內(nèi)風機生產(chǎn)商合作生產(chǎn)。由于國產(chǎn)元器件和進口性能差異造成整機頻發(fā)設備故障。重要部件如槳葉存在斷裂、裂隙，表面不光滑等問題，增加風機維修成本，影響風機可利用率。本文通過對華富穆棱風電場N60機型的研究與分析，進一步提高了設備運行、確保風電場實現(xiàn)節(jié)能降耗目標，提升了機組運行的可靠性，達到了預期效果。

1 技改背景

穆棱風電場建于2004年，2006年機組投產(chǎn)發(fā)電。2007年、2008年年可利用小時數(shù)均達到近2000小時，2009年由于槳葉故障頻發(fā)風機停機時間過長，導制風機運行小時數(shù)下降，經(jīng)對槳葉系統(tǒng)進行詳細的分析，穆棱風場采用的風機為德國NORDEX公司生產(chǎn)單機容量為1300kW的定槳距機型，配備的葉片是型號為HT29A葉片，葉片重量：5040±50kg，葉片重心：9540±50mm，樹脂為：M300不飽和聚酯樹脂，廠家為當時德國NORDEX公司與河北惠騰公司合資的葉片廠，后由于各種原因NORDEX撤資，由于NORDEX廠家在某些技術(shù)上的保密，并且穆棱風場所采用的N60風機槳葉為國內(nèi)第一批自產(chǎn)兆瓦機槳葉，從德國NORDEX的設計圖紙與現(xiàn)場1300kW風機生產(chǎn)商的圖紙對比，發(fā)現(xiàn)無論是壓力系統(tǒng)的設計以及葉尖阻尼器的安裝等均與原圖紙存在一定的差異。2010年經(jīng)過反復的認證與推敲，對槳葉進行技改。

2 技改措施

經(jīng)收集原始數(shù)據(jù)，不斷的聯(lián)系NORDEX廠家與槳葉制造商進行討論，在多次與雙方技術(shù)人員進行溝通后決定對穆棱風場所裝HT29型葉片進行如下改進：

（1）葉尖組件（HT29A-中2，0拆0除）葉圖尖阻尼器，但保留連接板組件（HT29-同2時3，0安）裝。連接板用螺栓GB/T5M75”×⒛ 用同規(guī)格新螺栓替代，且加裝自鎖墊片GB/T1“.1安5裝。螺栓時需在旋合段涂厭氧膠HTz31。

（2）導向軸組件《膏T29A1砬o）中圖，碳管連接件（HT29A-）210-“與碳管組件（HT29A-接2區(qū)1域2所）打連銷釘改為通銷， 使用Φ9×120銷子， 材料為 （50CrVA（H～R4C8佃），原在有銷孔基礎(chǔ)上將其鉆通。安裝銷子時需涂抹厭氧膠Loctit如圖1所示。

（3）液壓缸組件（HT29-4中0，0液壓）缸圖與連接套連接段鉆Φ6深5的孔。同時，連接套與液壓缸組件連接用緊定螺釘規(guī)格改為GB阝M8火16。檢查過程中對原有液壓缸有滲漏的進行更換，組件改造如圖2所示。

（4）大彈簧套筒組件圈Ⅱ、套筒；保留零件：（HT29A）-圖中1，“分別去除零件：擋圈Ⅲ、擋，拆裝過程中對原彈簧有變形的需進行更換大彈簧、彈簧滑塊。

（5）根據(jù)風機的實際，調(diào)整葉片安裝角度與調(diào)整葉尖系統(tǒng)壓力值。（原安裝角度-1.5度可根據(jù)風機實際功率曲線進行部分調(diào)整，原葉尖系統(tǒng)壓力值過大的可在摘除阻尼器后，根據(jù)葉尖收擾角度進行調(diào)整，此二項工作須記錄存檔）。

（6）針對槳葉橫梁斷裂問題，通過記算橫梁對槳葉葉尖拉力與當葉尖在離心力甩出后的拉力值，對橫梁進行加固并進行焊接處理。

3 檢驗效果

（1）取出安裝在葉尖的阻尼器，并在大風天對槳葉振動進行監(jiān)測，目前風機振動各項指標通過了監(jiān)測的要求。

（2）根據(jù)機組并網(wǎng)時葉尖的實際壓力值，減少了部分機組葉尖的壓力值。

（3）取出彈簧套外壁，避免葉尖卡滯，在槳葉炭棒處打入通梢，避免葉尖轉(zhuǎn)軸。

（4）在鋼絲繩連接處加裝定位頂絲，避免鋼絲繩脫落造成葉尖錯位。

（5）對槳葉葉尖固定橫梁進行加固焊接，對#9風電機組的槳葉安裝節(jié)距角進行調(diào)整由原來的-1.5度調(diào)整為-1度。

通過一年運行監(jiān)測，葉尖壓力的合理調(diào)整，減少了鋼絲繩等附件的損耗，槳葉故障顯著降低，發(fā)電量比同期增長800萬電量，改造后的風電機組運行更加穩(wěn)定，特別是在大風天無論是運行還是出力均達到歷史最佳水平。

結(jié)語

通過技改減少了葉尖自身的重力，確保停機時葉尖能夠完全甩出，避免了風機的飛車以及槳葉葉尖斷裂等事故的發(fā)生，確保了風電機組的安全運行。本次槳葉技改的完成也為同行業(yè)針對1300kW風機槳葉的故障處理提供了借鑒。

[1]李發(fā)海.電機學[M].北京：科學出版社.

[2]葉杭冶.風力發(fā)電機組的控制技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.