拉擠板在葉片行業(yè)的應(yīng)用:葉片的主梁(也可叫梁帽或大梁)是風電葉片里主要的承力件或稱為主要的結(jié)構(gòu)件,類似于船的龍骨,如果主梁斷了,整個葉片也會斷。
最初,主梁使用真空灌注方法,即把玻纖一層層鋪到上面,然后灌注樹脂;后面出現(xiàn)了預浸料,無論玻纖還是碳纖,把預浸料一層層鋪上,通過真空膜保壓后,產(chǎn)品就成型了。
目前的工藝是先拉擠成一定長度的拉擠板,常用截面尺寸為120毫米×5毫米,在生產(chǎn)過程中,會把一根根的拉擠板拼在一起,中間鋪一定規(guī)格要求的布層,再把它們捆在一起放進葉片里面,和葉片一起進行灌注,灌注后脫模,成為葉片里面的結(jié)構(gòu)件。
海上、陸上風電采用拉擠工藝的原因:
1)拉擠工藝保證了產(chǎn)品的高容錯率。
之前不管采用灌注工藝還是預浸料進行生產(chǎn),假如在生產(chǎn)過程中有地方出現(xiàn)缺陷,對主梁的影響是致命的。比如主梁長80米,寬60厘米,只要有地方出現(xiàn)缺陷,這根主梁就有安全隱患。
然而,采用拉擠板生產(chǎn)主梁,假如在生產(chǎn)過程中,某根拉擠板上出現(xiàn)問題或缺陷,可以把這根拉擠板報廢并替換上新的拉擠板。這就導致即使葉片的主梁在拼裝過程中出現(xiàn)問題,只要替換掉有問題的拉擠板就行,并不會影響到其他拉擠板。報廢一根拉擠板與報廢整根主梁相比,成本要小得多。
2)拉擠工藝使得主梁的結(jié)構(gòu)更強。
因為拉擠工藝的纖維含量,使用多少紗線、樹脂可以控制進行調(diào)節(jié),紗線含量可以達到70%(體積含量),但是真空灌注的紗線含量最高只能做到60%。纖維含量越高,主梁的力學性能或承力狀態(tài)越優(yōu)。
現(xiàn)階段,陸上風電使用的拉擠板長度大都在80米到97米之間,如上海電氣有85米、89米、90米;東方電氣90米、91米;金風、中科宇能主推葉型為93米;運達有92米、97米。
在80米到90多米的葉片里,除了由于合同簽約需要使用真空灌注或預浸料進行生產(chǎn)、或由于一些經(jīng)濟效益原因,基本98%葉片都采用拉擠工藝。包括海上風電的99米葉片,金風的123米葉片也都采用拉擠工藝。葉片有碳板、有玻纖板材的,根據(jù)葉型不一樣,也有一定差距。
下游碳板行業(yè)對拉擠材料的規(guī)劃:中材科技、金風科技以及中復連眾都控制一些拉擠板廠家或自主生產(chǎn)拉擠板。如中復連眾子公司風電科技開始生產(chǎn)拉擠板以及風電葉片;綿陽和華美開展戰(zhàn)略合作;三一重工和風渡新材開展戰(zhàn)略合作等,都從側(cè)面說明拉擠板對風電葉片的重要性。
拉擠大梁的技術(shù)情況:按樹脂劃分,現(xiàn)在絕大多數(shù)廠家使用的是環(huán)氧樹脂技術(shù)。同時大家都在積極研發(fā)聚氨酯的拉擠工藝。聚氨酯樹脂相比較于環(huán)氧樹脂,價格更低,更適合未來風電行業(yè)裝機價格不斷下降趨勢。但在短時間里,聚氨酯樹脂對材料以及空氣中的水分含量要求較高,未來3~4年之內(nèi),環(huán)氧樹脂仍占主流。
材料廠家:國內(nèi)做玻纖的拉擠廠家主要是泰山玻纖、重慶國際、中國巨石,還有國外的OC公司。
1)碳纖方面,國外公司主要包括卓爾泰克、東麗,國內(nèi)主要包括吉林國興,吉林寶旌,浙江精功,江蘇恒神,威海光威等企業(yè)。其中,國興、恒神以及光威既可生產(chǎn)紗線、也可生產(chǎn)拉擠板以及一些碳纖維產(chǎn)品,光威的魚竿產(chǎn)品非常受歡迎。吉林國興近幾年在碳纖維、碳纖維碳化方面投入大量的精力以及資金。
2)環(huán)氧樹脂方面,主要是臺灣上緯、上海道生天合、上?;莅亍⑺拇|樹。目前主要是環(huán)氧體系的拉擠工藝。聚氨酯生產(chǎn)廠家較少,主要為上海科思創(chuàng)。前年,科思創(chuàng)、上海金風以及中復連眾三家聯(lián)合研發(fā)一款長度60多米的純聚氨酯風電葉片,給未來聚氨酯風電葉片發(fā)展做了技術(shù)積累。