對早期風力發電機組槳葉改造

黃玉飛

（黑龍江華富風力發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、技術不成熟，風機多為引進國外技術與國內風機生產商合作生產。由于國產元器件和進口性能差異造成整機頻發設備故障。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、確保風電場實現節能降耗目標，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年機組投產發電。2007年、2008年年可利用小時數均達到近2000小時，2009年由于槳葉故障頻發風機停機時間過長，導制風機運行小時數下降，經對槳葉系統進行詳細的分析，穆棱風場采用的風機為德國NORDEX公司生產單機容量為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廠家在某些技術上的保密，并且穆棱風場所采用的N60風機槳葉為國內第一批自產兆瓦機槳葉，從德國NORDEX的設計圖紙與現場1300kW風機生產商的圖紙對比，發現無論是壓力系統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年經過反復的認證與推敲，對槳葉進行技改。

2 技改措施

經收集原始數據，不斷的聯系NORDEX廠家與槳葉制造商進行討論，在多次與雙方技術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）根據風機的實際，調整葉片安裝角度與調整葉尖系統壓力值。（原安裝角度-1.5度可根據風機實際功率曲線進行部分調整，原葉尖系統壓力值過大的可在摘除阻尼器后，根據葉尖收擾角度進行調整，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測，目前風機振動各項指標通過了監測的要求。

（2）根據機組并網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距角進行調整由原來的-1.5度調整為-1度。

通過一年運行監測，葉尖壓力的合理調整，減少了鋼絲繩等附件的損耗，槳葉故障顯著降低，發電量比同期增長800萬電量，改造后的風電機組運行更加穩定，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針對1300kW風機槳葉的故障處理提供了借鑒。

[1]李發海.電機學[M].北京：科學出版社.

[2]葉杭冶.風力發電機組的控制技術[M].北京：機械工業出版社，2006.