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海上、陆上风电为何采用拉挤工艺?拉挤板具备哪些优势

日期:2022-09-20    来源:投研信息圈

国际风力发电网

2022
09/20
14:05
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关键词: 风电叶片 陆上风电 海上风电 拉挤工艺

拉挤板在叶片行业的应用:叶片的主梁(也可叫梁帽或大梁)是风电叶片里主要的承力件或称为主要的结构件,类似于船的龙骨,如果主梁断了,整个叶片也会断。

最初,主梁使用真空灌注方法,即把玻纤一层层铺到上面,然后灌注树脂;后面出现了预浸料,无论玻纤还是碳纤,把预浸料一层层铺上,通过真空膜保压后,产品就成型了。

目前的工艺是先拉挤成一定长度的拉挤板,常用截面尺寸为120毫米×5毫米,在生产过程中,会把一根根的拉挤板拼在一起,中间铺一定规格要求的布层,再把它们捆在一起放进叶片里面,和叶片一起进行灌注,灌注后脱模,成为叶片里面的结构件。

海上、陆上风电采用拉挤工艺的原因:

1)拉挤工艺保证了产品的高容错率。

之前不管采用灌注工艺还是预浸料进行生产,假如在生产过程中有地方出现缺陷,对主梁的影响是致命的。比如主梁长80米,宽60厘米,只要有地方出现缺陷,这根主梁就有安全隐患。

然而,采用拉挤板生产主梁,假如在生产过程中,某根拉挤板上出现问题或缺陷,可以把这根拉挤板报废并替换上新的拉挤板。这就导致即使叶片的主梁在拼装过程中出现问题,只要替换掉有问题的拉挤板就行,并不会影响到其他拉挤板。报废一根拉挤板与报废整根主梁相比,成本要小得多。

2)拉挤工艺使得主梁的结构更强。

因为拉挤工艺的纤维含量,使用多少纱线、树脂可以控制进行调节,纱线含量可以达到70%(体积含量),但是真空灌注的纱线含量最高只能做到60%。纤维含量越高,主梁的力学性能或承力状态越优。

现阶段,陆上风电使用的拉挤板长度大都在80米到97米之间,如上海电气有85米、89米、90米;东方电气90米、91米;金风、中科宇能主推叶型为93米;运达有92米、97米。

在80米到90多米的叶片里,除了由于合同签约需要使用真空灌注或预浸料进行生产、或由于一些经济效益原因,基本98%叶片都采用拉挤工艺。包括海上风电的99米叶片,金风的123米叶片也都采用拉挤工艺。叶片有碳板、有玻纤板材的,根据叶型不一样,也有一定差距。

下游碳板行业对拉挤材料的规划:中材科技、金风科技以及中复连众都控制一些拉挤板厂家或自主生产拉挤板。如中复连众子公司风电科技开始生产拉挤板以及风电叶片;绵阳和华美开展战略合作;三一重工和风渡新材开展战略合作等,都从侧面说明拉挤板对风电叶片的重要性。

拉挤大梁的技术情况:按树脂划分,现在绝大多数厂家使用的是环氧树脂技术。同时大家都在积极研发聚氨酯的拉挤工艺。聚氨酯树脂相比较于环氧树脂,价格更低,更适合未来风电行业装机价格不断下降趋势。但在短时间里,聚氨酯树脂对材料以及空气中的水分含量要求较高,未来3~4年之内,环氧树脂仍占主流。

材料厂家:国内做玻纤的拉挤厂家主要是泰山玻纤、重庆国际、中国巨石,还有国外的OC公司。

1)碳纤方面,国外公司主要包括卓尔泰克、东丽,国内主要包括吉林国兴,吉林宝旌,浙江精功,江苏恒神,威海光威等企业。其中,国兴、恒神以及光威既可生产纱线、也可生产拉挤板以及一些碳纤维产品,光威的鱼竿产品非常受欢迎。吉林国兴近几年在碳纤维、碳纤维碳化方面投入大量的精力以及资金。

2)环氧树脂方面,主要是台湾上纬、上海道生天合、上海惠柏、四川东树。目前主要是环氧体系的拉挤工艺。聚氨酯生产厂家较少,主要为上海科思创。前年,科思创、上海金风以及中复连众三家联合研发一款长度60多米的纯聚氨酯风电叶片,给未来聚氨酯风电叶片发展做了技术积累。

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