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风电叶片模具温度控制机,智能化分段控温+数据记录

欧能模温机 2020-10-29 15:20 发文

随着全世界石油资源的日益匮乏,风能作为一种清洁的可再生能源而逐渐获人们重视,开发和利用风能资源形成一种趋势,其不仅为寻找新的替代能源,运用风能资源更有利于环境保护。
近年来,风力发电亦成为国家重点发展的绿能产业,其发展趋势趋向于大型化兆瓦级风电机组的设置,其目的系在考虑整体发电的瓦数及效率,撷取更多的风能来提高风能转换效率,其发电效率亦随之提高,符合风场利用之经济效益。其中,风电叶片是风力发电系统中最基础和最关键的部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证风电机组正常稳定运行的决定要素。


风电叶片模具温度控制机,智能化分段控温+数据记录


随着风电机组单机容量大型化,其配套叶片长度设计亦随之增加,单机容量在1.5兆瓦的主流风电机组叶片产品长度在40.3-42米以上,更大单机容量5兆瓦的叶片其长度更在61.5米以上。叶片结合气动与结构设计,依其气动特性与结构需求,在结构强度与重量等配套条件限制下,叶片设计为一呈中空壳体,搭配主复合层与主支架建构而成,叶壳体于纵向设置不同厚度的增强材料铺层结构,以具有轻质、耐腐蚀和高拉伸弹性模量特性之纤维增强树脂(FRP)制作。由叶片模具铺设玻璃纤维布层,真空导注环氧树脂进入玻纤布层浸润,后经由叶片模具升温活化树脂分子进行反应,完成预固化制程而形成“半叶”叶片壳体结构。
叶壳体结构主要材质“玻璃纤维布”与“环氧树脂”,需要在一定温度状态下促使材料活化产生反应,如采行常温固化,其所需的固化时间长,所得到的胶接强度低,不符合实际生产与品质的需求。需要通过加温的手段,使基材(环氧树脂)反应后与增强材料(玻璃纤维布)胶接良好,并呈稳定凝胶及固化,达到预固化目的。
在叶片壳体之预固化制程的加温需求过程中,有2种加热形式:一种是设置于叶片模具背侧电热丝或加热布,另一种是埋设铜管搭配导热填料的模具水加热系统,也就是常说的模温机。
电加热系统由电流导入电热丝、加热布内进而产生热量,并进一步穿过模具之结构层传导热量以提供叶片壳体树脂预固化所需温度。模具水加热系统则是由外部连接的模温机,将流体传热介质加热或冷却,进行温度控制。通入铜管管路中对模具传导热量或冷却。
由于电加热系统之电热丝故障频繁、检修不易,常发生断点,导致模具局部区域无法被加热而导致叶壳体局部固化不完全的品质问题,另外电加热系统仅具加热功能而无法进行冷却,在升温固化后需仰赖环境之空气冷却,造成叶壳体在预固化后降温等待时间长而影响生产效率。

风电叶片模具温度控制机,智能化分段控温+数据记录


水模具水加热系统兼具加热与冷却功能,虽造价偏高与因铜管管路建构,而造成重量增加致使模具结构要求随之提高,但考虑到加热、冷却的功能对生产制程控制的帮助,使其渐为叶片模具制造采用的加热模式。
为确保后固化过程中叶片型腔温度变化的均匀性,研发一套稳定性和抗随机干扰性强、界面友好的风电叶片型腔后固化恒温控制水循环温度控制机具有十分重要的意义。欧能机械在水循环温度控制机的设计上,增加检测设备对固化工艺过程中温度变化进行实时、准确、有效的监控的功能。


风电叶片模具温度控制机,智能化分段控温+数据记录


由于目前产品生后固化过程中的温度控制主要依赖人工记录固化各时点的温度,而且在实际操作过程中,由于工人存在责任心差异和操作误差,如随意填写记录,或不按照要求实时记录温度或漏写温度等,导致不可控情况经常发生,若生产过程中温度检测不够准确,则可能导致与实际固化工艺要求温度不相符,从而给产品质量带来很大隐患甚至使产品报废。

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