风力发电叶片行业

提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
高质量复合材料风机叶片往往采用RIM(聚胺酯反应注射成型)、RTM、缠绕及预浸 料/热压工艺制造
RIM工艺投资较大，适宜中小尺寸风机叶片的大批量生产（>50,000片/年）
RTM工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产（5,000~30,000片/年）
缠绕及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产
专供偏远地区家庭用电及开发中的国家农村等使用，采多样化 制程生产叶片，包括以30%短碳纤PBT射出成型的400W发电机叶 片，并针对3KW发电机叶片进行手积层制造最适化设计。
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
2.大、中型风电叶片----复合材料风机叶片
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺（Hand Lay-up） 制造
• • • • • • •
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
凝胶涂层
A.设备:Mobile HFR
• • • • • • •
固定比率 PosiLoad 计量泵 气压式驱动缸 动态搅拌混合器 最大流量： 10 Kg/minute 黏度适用范围： up to 80,000 胶材：环氧
cps
B.应用点：大型风力机叶片表面 C.作用：提供良好的耐侯性、防振动、疏水性好、空气浮尘粘结少
总的说来，除小型风力机的叶片部分采用木质材料外，中、大 型风力机的叶片今后的趋势都倾向于采用玻璃纤维或高强度复 合材料。
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
图1-5
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
八、叶片的制造工艺
主要分为两种：即开模手工积层与闭模渗透制程， •用预浸料开模手工积层不需要昂贵的工装设备，但是效率较低，质量不稳定， 通常只用于生产叶片长度较短与批量较小者。 •闭模浸渗技术用于大型叶片( 40m以上 )及大批量的生产，其效率高、成本低质 量亦较稳定，一般有树脂转注法( RTM )或真空树脂扩散法( VARIM或VIP )也有 利用拉挤成型制造的，其中以真空辅助方式较能达到质量的要求，其关键点必须 注意树脂的黏度与流动性，模具注入孔的设计及相关工艺参数，并尽量减少复合 材料的孔隙率，此外，风力发电转子叶片要不断更新设计，例如为了保证与塔柱 之间隙，除了提高叶片材料钢度外，从设计角度可在风力作用的反方向，把叶片 设计成预弯曲外形，然后在风力作用下，使预弯曲叶片变直。又例如在转子叶片 设计中采用「弯曲扭转」偶合效应，实现控制载荷和应力，最终达到降低载荷峰 值并减少疲劳破坏的目的。
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
Fra Baidu bibliotek
九、LCC设备在风电叶片中的应用
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
应用描述
• • • • • • 凝胶涂层 树脂真空灌输 粘接 维修及表面处理 成型 喷涂
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
凝胶涂层
A.设备：LFRH – 普通流量型
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
RTM工艺
主要原理为首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体(Preform)，采用注射设 备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统以保证树脂流 动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料构 件。其主要特点有： 闭模成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型高质量的复合材料整体构件（整个叶片一次成型）；初 期投资小(与SMC及RIM相比)；制品表面光洁度高；成型效率高（与手糊工艺相比），适合成型年产20，000 件左右的复合材料制品；环境污染小(有机挥发份小于50ppm，是唯一符合国际环保要求的复合材料成型工 艺)。 由此可看出，RTM工艺属于半机械化的复合材料成型工艺，工人只需将设计好的干纤维预成型体放到模 具中并合模，随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保证，没有任何树脂的暴露，并因而对工人的 技术和环境的要求远远低于手糊工艺并可有效地控制产品质量。RTM工艺采用闭模成型工艺，特别适宜一次 成型整体的风力发电机叶片（纤维、夹芯和接头等可一次模腔中共成型），而无需二次粘接。与手糊工艺 相比，不但节约了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了工作时间，提高了生产效率，降低了生产成本。 同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大提高了复合材料质量和生产效率。RTM工 艺生产较少的依赖工人的技术水平，工艺质量仅仅依赖确定好的工艺参数，产品质量易于保证，产品的废 品率低于手糊工艺。 RTM工艺与手糊工艺的区别还在于，RTM工艺的技术含量高于手糊工艺。无论是模具设计和制造、增强 材料的设计和铺放、树脂类型的选择与改性、工艺参数（如注射压力、温度、树脂粘度等）的确定与实施， 都需要在产品生产前通过计算机模拟分析和实验验证来确定，从而有效保证质量的一致性。这对生产风力 发电机叶片这样的动部件十分重要。 因此，由以上的分析和比较可看出，采用复合材料RTM树脂传递模塑工艺技术替代风力发电机叶片手糊 制造工艺，具有生产效率高、产品质量好、力学性能强等特点。同时可极大减少树脂的有害成份挥发对人 体和环境造成的危害，是当前风力发电机叶片制造技术的主要发展方向。该技术的应用可基本解决目前手 工糊制叶片制造工艺中存在的技术和质量问题，是产品更新换代和占领市场的关键技术
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
1.小型风电叶片----木材或复合材料风机叶片
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
开模手工积层工艺及其它 用手积层制造，其方式是将叶片分成上下两部分个别制造， 材料包括碳/玻纤，环氧/不饱和聚酯树脂，巴沙木或发泡蕊 材，在抽真空填充及硬化后，在叶片内部安装网圈然后将两 半粘接，再用手工研磨及去除多余黏着剂，其胶壳具有抗紫 外线且非反射的表面特性，因此不必再涂漆，维修的需求性 低。 可与公共电力网联机供家庭或公司使用，其产品有1、1.5、10及15KW不等， 所有叶片由Strongwell以拉挤成型制造提供，采用乙烯酯树脂( 具较佳延 展性 )。
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
四、风电叶片设计
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
五、大型叶片生产现场
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
六、现阶段叶片分类及材料 小型风力机：600kw以下 中型风力机：600kw---1MW
大型风力机:1MW以上
未来中国2/3的风电场将采用1.5MW级叶片，海上风电场采用2MW级的叶片 叶片材料：
风力发电叶片行业
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
一、是否是朝阳行业，并且在此行业内产品的量是否够大； 关于风电叶片客户所用树脂、胶水、设备、耗材等情 况是振奋人心的。树脂多以帝斯曼，亚什兰，CASCO（阿 克苏诺贝尔）等品牌为主，一般月用量约为40K公斤左右 ；胶产品多以亨斯曼爱牢达为主，一般月用量约为40－ 100公斤左右（叶片骨架的粘接胶用量会更多）；辅助的 乐泰胶，多以螺纹锁固胶、瞬干胶为主，一般月用量约为 30公斤左右。当前独资的风电企业由于多为国外转移居多 ，所以，应用进口胶没有问题；至于国内企业，原料应用 转换为进口也必非偶然。产品要在市场上立足，需要有竞 争力，进口原料是保证质量的前提条件。此外，由于此行 业目前是由初级阶段步入发展阶段，所以孕育而生的各种 需求应该是今后的发展主流。
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
树脂真空灌输
A.设备:DXC – 普通流量型 可调节比率 比率范围： 1:1 to 20:1 齿轮计量泵 变速马达 抛弃型静态混合器 比率和流量监测系统 桶装或蓄料罐供料 最大流量： 25 Kg/minute 黏度适用范围： 10 to 1,500 cps 胶材：环氧 B.应用点：小型风力机叶片（手积层工艺中有真空填充）
涂胶设备：LCC双组份设备、2K双组分设备、GRACO单 组份设备、GRACO油泵、油脂泵、HASCO喷涂设备
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
二、风力发电机结构和组成
1.叶片 2.叶轮轮毂 3.叶片轴承 4.主传动轴
5.副发电机
6.齿轮箱 7.碟式刹车 8.油温冷却器 9.万向节轴 10.主发电机
11.维修用小吊车
12.变桨控制器 13.机组坐架 14.塔架 15.偏航控制系统 16.齿轮箱支撑杆
17.偏航齿圈
18.偏航齿轮 19.塔顶控制单元 20.液压刹车系统
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
三、风力发电原理
由自然风力推动风机叶片转动,再由风机轴承驱动 发电机发电，因此风力发电是由风能转换为机械能 再转换为电能，所产生的电力由交流---直流---交 流（AC—DC--AC）电力转换器，从而维持稳定的电 压和频率，再输送到各电力系统。 风力发电机主要部件：机舱、驱动转子、叶片、塔 架、电力转换器及发电机等主要部件。

固定比率 PosiLoad 计量泵 气压驱动缸 手持式抛弃型静态混合器 流量： 4.5 Kg/minute 黏度适用范围： 80,000 cps以内 胶材：环氧
B.应用点：小型风力机叶片表面 C.作用：提供良好的耐侯性、防振动、疏水性好、空气浮尘粘结少
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
凝胶涂层
A.设备:HFR – 大流量型 固定比率 PosiLoad 计量泵 气压式驱动缸 抛弃型静态混合器或动态搅拌混合器 最大流量： 10 Kg/minute 黏度适用范围： 80,000 cps以内 胶材：环氧 B.应用点：中型风力机叶片表面 C.作用：提供良好的耐侯性、防振动、疏水性好、空气浮尘粘结少
手糊工艺的主要特点在于手工操作、开模成型（成型工艺中树脂和 增强纤维需完全暴露于操作者和环境中）、生产效率低以及树脂固 化程度（树脂的化学反应程度）往往偏低，适合产品批量较小、质 量均匀性要求较低复合材料制品的生产。因此手糊工艺生产风机叶 片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性 较大，生产效率低和产品的而且产品质量均匀性波动较大，产品的 动静平衡保证性差，废品率较高。特别是对高性能的复杂气动外型 和夹芯结构叶片，还往往需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接 平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。手糊 工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于工艺 过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的 裂纹、断裂和叶片变形等。此外，手糊工艺往往还会伴有大量有害 物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
真空树脂扩散法( VARIM或VIP )工艺介绍
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
风机叶片的制造在一个 铸模腔内完成封闭式地 铸型制造，纤维材料与 中心部分的材料都填充 于铸模腔内，辅以真空 环境，用填充管注入粘 合材料，填充管放在叶 片边缘下方，以便粘合 材料注入后的流动，可 达到叶片的后缘，充分 渗透于其中的各个孔隙。
1.木材
2.复合材料 （玻璃纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强聚酯树脂、碳纤维增强环氧树脂）
提供专业的润滑,粘接\密封解决方案
七、叶片的构造
小型风力机的叶片常用优质木材加工制成，表面涂上保护漆，其根部与轮毂相接处使用良好的金 属接头并用螺栓拧紧。有的采用玻璃纤维或其它复合材料蒙皮则效果更好。 大、中型风力机使用木制叶片时，不象小型风力机上用的叶片由整块木料制作，而是用很多纵向 木条胶接在一起(图1-5a)，以便于选用优质木料，保证质量。有些木料叶片的翼型后缘部分可填 塞质地很轻的泡沫塑料，表面再包以玻璃纤维形成整体(图1-5b)。采用泡沫塑料的优点不仅可以 减轻重量，而且能使翼型重心前移(重心移至靠前缘四分之一弦长处最佳)。这样可以减少叶片转 动时所产生的不良振动，对于大、中型风力机叶片尤为重要。 为了减轻叶片重量，有的叶片用一根金属管作为受力梁，以蜂窝结构、泡沫塑料或轻木作中 间填充物，外面再包上一层玻璃纤维(图1-5c)。 为了降低成本，有些中型风力机的叶片采用金属挤压件，或者利用玻璃纤维或环氧树脂抽压 成型(图1-5d)。但整个叶片无法挤压成渐缩形状，即宽度、厚度等不能变化，难以达到高效率。 有些小型风力机为了达到更经济的效果，叶片用管梁和具有气动外形的较厚的玻璃纤维蒙皮 做成(图1-5e)。或者用铁皮或铝皮预先做成翼型形状，加上铁管或铝管，用铆钉装配而成(图15f)。