专题报告

王志伟:拉挤大梁板在风电中的应用及未来发展方向

2022-08-20    东方风力发电网
 
 
复碳芯电缆科技有限公司副总经理王志伟

王志伟:尊敬的各位专家、领导、下午好,我今天下午分享的题目是《拉挤板大梁板在风电中的应用技未来发展方向》。中复碳芯电缆主要成立于2011年12月份,主要涉及领域有电力、风电、建筑、环保、医疗等,位于江苏省连云港经济技术开发区,占地248亩。

(PPT图示)这是针对风电领域中复的主要产品,有拉挤大梁板、碳纤维拉挤大梁板等。从2020年开始,拉挤大梁板逐渐得到应用,目前玻璃纤维拉挤大梁板得到广泛应用,国内在今年也逐步得到了推广,特别是110米以上的叶片。碳玻混大梁板也在国内陆续得到应用,主要有两种形式。

(PPT图示)我们选择了一个叶型,对拉挤大梁板分析,采用不同拉挤大梁板对比,以碳纤维大梁板基线,拉挤碳纤维大梁板是1,不同大梁重要级,碳纤维大梁是1,玻璃纤维大梁是2.81灌注大梁是3.18。

通过重量对叶片大梁费用进行分析,考虑了一些要素,其中一个要素是在使用碳纤维大梁对叶片整体的直径、整机轴承等相关要素费用折算到大梁里,分析了上面的图,拉挤碳纤维大梁费用大概114万,这里折减了优势,由于雷电系统需要的费用也增加到大梁中来,灌注大梁是72.95,下面的图主要介绍得是将大梁单价和大梁总价折到每Gpa费用的对比,从图中可以看出来,在减建方面有优势,但在整体费用上远远高于其他类型。根据右侧的图进一步进行了计算,并且考虑了整体影响,倒推出来碳纤维板材价格在80到115时,拉挤玻板和碳板可以达到差不多水平。近几年,大家主要关注降本,但如果更多关注质量、安全或者品牌时,计算的模型可能有一些变化,如果从全生命周期考虑,计算的结果也会有一些变化。同时,不同的叶片尺寸也会带来一些差异。

(PPT图示)这是超高模量玻璃纤维拉挤主梁的展示,展示了静态性能的提升,基本上是线性的增加,但随着纤维体积含量升高会带来拉挤工艺问题。另外,随着纤维体积提高,树脂的含量逐步降低,会带来一些疲劳的问题。我们的认知是,玻璃纤维的拉挤大梁影响疲劳的要素,首先是材料本身,第二是纤维体积含量,第三是测试。第四是拉挤本身的缺陷。

(PPT图示)这是高模量玻璃纤维拉挤板材静态性展示,纤维体含量比超高模量高1个百分点。这个板材也有应用前景。

大家一直在追求拉挤速度的提升,我们针对环氧拉挤板材进行了一些分析,尤其是提速之后潜在影响做了一些分析,我们逐项对潜在风险制定测试标准,通过测试确认带来的影响,避免影响带到最终的制品中来。从研究角度来讲,5毫米拉挤板材在0.6到0.8可以实现的。

关于双免,我们采用了很多方法来表征我们能实现粘接的可靠性,后续通过原理性分析,从而实现双免的稳定和可靠。

(PPT图示)这是对无脱模布表面测试的研究,这是拉剪的测试等等。

由于前几年环氧树脂价格波动性很大,大家一直关注聚氨酯的应用,目前在聚氨酯的拉挤板材进行了开发。目前开发的板材是14.93%,疲劳测试和其他固件的粘接测试还在进行中。

(PPT图示)这是拉挤聚氨酯板材的长期拉挤的照片。

另外是碳纤维的拉挤板,开发了两个系列,一个是68纤维体系含量,进行了静态和拉压测试,基本上符合行业的要求。最后,我们也开发了碳玻混的板材,这里有两个图表,随着碳纤维体系的上升,模量也在上升,蓝色的标记是碳玻混价格的上升,两条线的间距基本上能表达碳纤维对玻璃纤维的影响,当碳纤维比例升高时,碳纤维影响越来越大,越来越倾向于碳纤维的价格。碳纤维的比例越来越少,模量提升的效率还可以,但价格差距有利于做产品。

(PPT图示)下面的图是碳玻混为每个GPa付出的成本,随着碳纤维的纤维体系含量提高,0%是玻板,70%是纯碳板,每个GPa付出的价格也是线性增长。

以上是我的汇报,谢谢大家!

(文章内容来自于现场速记,未经本人审核)