風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片塔筒清洗及修補(bǔ)技術(shù)

李偉強(qiáng) 趙煒

（水電十四局大理聚能投資有限公司，云南 大理 671000)

作為清潔能源的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)，近年來在中國取得了巨大的發(fā)展，塔筒維修質(zhì)量也越來越受到行內(nèi)的注意，不僅要確保油漆腐蝕不會發(fā)生在操作期間，以確保油漆的質(zhì)量外觀，沒有明顯的表面缺陷，膜厚度不均勻，表面色差問題。由于塔筒體積大，塔筒在維修過程中的支撐和旋轉(zhuǎn)為維修提供了理想的操作環(huán)境，成為影響維修效果的重要因素。

一、風(fēng)電塔筒清洗技術(shù)

（一）總體設(shè)計(jì)與工作原理

本次設(shè)計(jì)主要是針對高聳的鋼結(jié)構(gòu)，塔筒的支撐架則需要具備一定的強(qiáng)硬度，并且能夠保證其自有的頻率，以此來規(guī)避機(jī)械共振的發(fā)生。

塔筒清洗的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的永磁吸附，通過改變磁跟蹤和穩(wěn)定塔筒的表面吸附，完成塔筒的部分表面清潔，主要由清潔設(shè)備，磁跟蹤框架、控制箱、伺服減速機(jī)、傳動軸。

設(shè)備運(yùn)行時，兩臺伺服減速機(jī)驅(qū)動兩個軌道，用可變磁單元完成清洗設(shè)備在運(yùn)行時對風(fēng)力機(jī)塔表面的外觀，如前、后、差動轉(zhuǎn)向等。該裝置可在運(yùn)行過程中完成塔外局部的清洗；前框配有攝像頭，提供反饋，確保清洗過程中設(shè)備運(yùn)行及時避開障礙物，監(jiān)控工作環(huán)境；清潔遙控操作控制箱。

（二）主要技術(shù)參數(shù)

本文設(shè)計(jì)的風(fēng)電塔筒清洗裝置需要將塔筒外表面的局部清洗、洗塵等作業(yè)及時完成，在作業(yè)的同時還應(yīng)具備曲面的適應(yīng)能力及越障能力，現(xiàn)將詳細(xì)參數(shù)列表如下：

表1-1 清洗裝置主要參數(shù)表

（三）塔筒葉片清洗裝置的設(shè)計(jì)

本文公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片清洗設(shè)備。工人可通過移動電動板車將設(shè)備移動到刀片需要清洗的位置，將電動伸縮桿伸至刀片底部附近位置，攝像觀察，控制器調(diào)節(jié)擦拭頭。擦拭頭由刀片底部的卡設(shè)置在刀片上。適應(yīng)不同厚度和不同時期的清潔棉軟可以與葉片表面，提高清潔的干凈，過程沒有擦拭工人爬上塔，和提高工人的安全，無需手動清洗的同時，提高工作效率。

清洗架裝置主要配置在滾輪架上，而滾輪架主要由輪廓彈簧及連桿連接，具備一定的收縮能力，以配備較大差異性曲率的情節(jié)表面。本次所設(shè)計(jì)的滾輪主要裝備有微型齒輪電機(jī)驅(qū)動及滾輪旋轉(zhuǎn)。其次，這兩種伸縮液壓桿可根據(jù)差異性的清潔區(qū)域來調(diào)節(jié)滾筒高度來確保自己的清潔質(zhì)量。

二、風(fēng)電塔筒修補(bǔ)技術(shù)

（一）塔筒修補(bǔ)中的一些問題

本次設(shè)計(jì)的塔筒尺寸中，直徑為4m，高度為80余米。在塔筒實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，筒體一般為分段結(jié)構(gòu)，間隔兩段間采用鍛造法蘭實(shí)施銜接，最長已達(dá)到30余米。

1.噴丸時

塔管安裝在轉(zhuǎn)動輪胎上。打磨時，磨后表面會再次與旋轉(zhuǎn)輪胎接觸，導(dǎo)致氣缸表面(被擠壓氣缸表面的灰塵、沙粒等)受到污染，氣缸通常是錐形的。當(dāng)旋轉(zhuǎn)時，兩端的直徑不同，如連續(xù)向同一方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致氣缸向前旋轉(zhuǎn)，增加了與污染區(qū)域的接觸，增加了從輪胎上掉下來的風(fēng)險(xiǎn)。如果反復(fù)旋轉(zhuǎn)，柱面就會翻轉(zhuǎn)。反復(fù)按壓轉(zhuǎn)動輪胎上的粘砂，增加表面的擦傷。

2.油漆時

油漆旋轉(zhuǎn)會損壞油漆表面。修復(fù)面積過大，修復(fù)難度大，修復(fù)漆面與原漆面色差大。噴涂時需使用無氣噴涂機(jī)。如果圓筒不旋轉(zhuǎn)固定位置，鍍層厚度會不均勻，表面容易出現(xiàn)下垂、橘皮等缺陷。

（二）解決方案

避免這種嚴(yán)重影響維修質(zhì)量。確保維修質(zhì)量能滿足設(shè)計(jì)和業(yè)主的要求。

1.焊接后平整用50mm Q345鋼板

將鋼板加工成兩個相同的圓環(huán)，其外徑等于缸體的大端法蘭，內(nèi)徑等于缸體小端的內(nèi)徑。

2.向每60度用鉆頭和法蘭螺栓孔對應(yīng)一個孔

焊縫局部補(bǔ)強(qiáng)板高度為100毫米的兩邊的螺栓孔，并使用它作為一個間距板，以避免接觸整個環(huán)表面和法蘭表面，造成損傷的熱噴鋅法蘭表面修復(fù)層。

3.旋轉(zhuǎn)輪胎上加工與50mm鋼板配套的壓槽

經(jīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。(50mm板按1.5 MW重量產(chǎn)品設(shè)計(jì))

筒缸兩端用螺栓與工裝連接后，在維修操作中，轉(zhuǎn)動輪胎與工裝接觸，帶動氣缸旋轉(zhuǎn)，氣缸上無死角。以下問題已經(jīng)很好地解決了。

（三）應(yīng)用實(shí)例

該工藝涉及大豐工程、張北大壩工程和內(nèi)蒙古庫侖塔的制造。在實(shí)際設(shè)計(jì)中取得了成功，該塔可以在理想狀態(tài)下進(jìn)行維修。從而為維護(hù)提供了必要的保證，以滿足業(yè)主和設(shè)計(jì)人的要求。

總結(jié)

在研究的過程中，國內(nèi)外針對風(fēng)機(jī)葉片的研究主要聚焦于去污：去污是去除葉片表面吸附的污染物，防污是采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐够覊m、靜電灰等污染。物體附著在葉子的表面。大多數(shù)防污技術(shù)都是在葉片表面使用一定的自潔氟碳樹脂、氟化聚氨酯等涂料，以減少葉片表面的污染物和吸附。根據(jù)塔筒清洗的操作要求，設(shè)計(jì)了塔筒清洗裝置，闡明了塔筒清洗裝置的總體結(jié)構(gòu)和工作原理，確定了主要技術(shù)參數(shù)，確定了清洗裝置。電機(jī)產(chǎn)生的阻力力矩減小了電機(jī)的損耗，保證了清洗裝置的穩(wěn)定性。經(jīng)過項(xiàng)目實(shí)踐性應(yīng)用的的見證，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片塔筒修補(bǔ)技術(shù)的運(yùn)用過程能夠友好的處理筒體振動、二次污染以及大面積修補(bǔ)返工等棘手問題。不僅在工期時長上得到了有效的縮減，還在工作效率上實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)步提高。為該情節(jié)設(shè)備的運(yùn)行提供了安全性的保障，由此可見，此次設(shè)計(jì)的葉片塔筒清潔設(shè)備及修補(bǔ)技術(shù)運(yùn)用能夠完全滿足工人操作的基本需求。