CWPC2018新材料、新技術(shù)：江蘇澳盛復合材料科技有限公司技術(shù)總監(jiān)嚴兵——《碳纖維復合材料在風電領(lǐng)域的創(chuàng)新性應(yīng)用》

2018-03-31 來源：東方風力發(fā)電網(wǎng)作者：御風者瀏覽數(shù)：2216

第四屆中國國際風電復合材料高峰論壇（CWPC2018）于2018年3月30日上午在江蘇省阜寧縣天鵝湖大酒店隆重召開，來自海內(nèi)外的200多個企業(yè)、600多余位風電行業(yè)、復材行業(yè)的精英參加了本屆盛會。上午的開幕式結(jié)束之后，高峰論壇分別設(shè)置了新材料、新技術(shù)專場，設(shè)計運維優(yōu)化專場，新產(chǎn)品發(fā)布會專場，技術(shù)工藝創(chuàng)新專場，產(chǎn)業(yè)鏈對話專場等多個專場，將呈現(xiàn)大量精彩內(nèi)容。

　　江蘇澳盛復合材料科技有限公司技術(shù)總監(jiān)嚴兵在新材料、新技術(shù)專場做了題為《碳纖維復合材料在風電領(lǐng)域的創(chuàng)新性應(yīng)用》的演講。以下為演講內(nèi)容實錄：

江蘇澳盛復合材料科技有限公司技術(shù)總監(jiān)嚴兵

　　一、全球風電發(fā)展現(xiàn)狀

　　風電是國際上最清潔的能源，人類很早就把風能發(fā)電。全球以及國內(nèi)的風電裝機量增長比較快，最近兩年有所回落，但增長幅度也非?？臁＃≒PT圖示）這是全球和中國的對比。近年來中國在風電領(lǐng)域已經(jīng)占了非常大的份額，2016年略有回落，但增長的趨勢還是非常明顯。國內(nèi)有涌現(xiàn)出了一大批主機廠和風電廠，包括國際的風電巨頭也在國內(nèi)進行一些布局，包括中國復材、GE、西門子、TPI等等，他們都看好中國比較大的市場，最近都有很多布局。揚州又上和一個TPI的新廠。

　　二、碳纖維在葉片中的應(yīng)用優(yōu)勢及現(xiàn)狀

　?。≒PT圖示）對于大家來說，大家比我更了解。目前來說，最主要的碳纖維應(yīng)用在葉片上。下面這張圖是各種資料匯總下來碳纖維在葉片應(yīng)用的各種部位，包括了蒙皮、后緣、前緣，碳纖維最主要的應(yīng)用是大梁，這也是我們的研究重點。說實在話葉片的大梁就相當于人的脊梁骨，大梁長葉片就層做得長。碳纖維的模量好，密度輕，隨著葉片越來越長，碳纖維的機會在葉片中應(yīng)用機會越來越多。

　　碳纖維有一些特點，包括一些輕量化的特點。還有碳纖維的自身的導電、導熱性，因為碳纖維針對不同的部位還有一些設(shè)計性的要求。

　　（PPT圖示）這是中復做的一些對比，包括57米。這個方案是預浸料做的。上午也介紹了幾種工藝，碳纖維是工藝最高的一個，即使按照這個工藝做對比，57米上，碳纖維的成本還比較貴。隨著葉片的增強，碳纖維的用量成本已經(jīng)很持平了，這是預浸料工藝。隨著我們的工藝提升，客戶可以大幅度減少制造工藝以及葉片做梁的應(yīng)用工藝，其實成本更大幅度的下降，他們經(jīng)常做到成本下降，減重50%。

　　（PPT圖示）這是國外專家的總結(jié)。他們認為當風機超過3MW，長度超過40米，碳纖維已經(jīng)有比較高的性價比。最佳80米長，包括雙瑞（音）和重通83米的葉片出來，他們的方案都是碳纖維，但也是用灌注的方案。

　　總體來說，現(xiàn)在客戶最關(guān)心的是碳纖維貴不貴，其實我可以告訴大家目前碳纖維已經(jīng)不是很貴了。而且對于長應(yīng)用，全生命周期成本有非常好的優(yōu)勢，隨著現(xiàn)在風電越來越長，還有風機上山下海、運輸、安裝比較來說，碳纖維在葉片的應(yīng)用已經(jīng)非常有價格和價值優(yōu)勢了。

　　上午上緯也介紹了梁上的三種應(yīng)用優(yōu)勢。（PPT圖示）右上角是預浸料的傳統(tǒng)工藝，它是碳纖維的應(yīng)用最傳統(tǒng)工藝，它的質(zhì)量、效益在風機葉片上的應(yīng)用越來越少。另外，目前應(yīng)用最多的是包括了拉擠的碳板、碳梁和真空灌注。右邊的圖是國內(nèi)的織物灌注工藝。最下面的圖是專利圖片，它把風機工藝大大簡化。在風機梁是直接鋪上去的，根據(jù)紅外線位置對好以后，通過一層層的碳板鋪上去，風機制造的效益也大大提高，所以維斯格斯大大推廣這個工藝。最近幾年他們要把傳統(tǒng)工藝和預浸料全部轉(zhuǎn)到拉擠碳梁的工藝。

　?。≒PT圖示）這就是具體應(yīng)用，大克重預浸料和碳纖維織物和加固碳板，目前碳纖維最成熟的工藝就是拉擠工藝，它的成品率比較高，可以很好的穩(wěn)定控制工藝，雖然看起來簡單，但做起來比較復雜。三種做了對比，目前碳纖維的應(yīng)用實例也比較了解。我們還和客戶有一些針對的應(yīng)用也做了一些塔筒，因為碳纖維本身是導電，有的人了解就知道，碳纖維痛點以后加熱，包括主機廠、葉片廠也做了相關(guān)研究，另外一個會場也做了研究，就是碳纖維的融雪應(yīng)用。碳纖維做了一些補強，上午施鵬飛施主任也介紹了隨著葉片越來越大，我們?nèi)~筒要做一些加強。其實我們也有很多這方面的經(jīng)驗，因為公司在傳統(tǒng)建筑上做了應(yīng)用，我們可以在主塔上做一些應(yīng)用。

　　我們公司還做了一些無人機，可以配套一些檢測廠，做一些巡檢，另外還配套客戶做機器人的檢測，這些都是可以做到風機葉片的探傷檢測以及可以達到輕量化的要求，能耗可以更輕便，更靈活，這也有利于風電葉片的檢查和維護。

　　目前來說，我們公司主要的產(chǎn)品包括了大克重預浸料、纖維織物、發(fā)熱單元、拉擠碳板，如果各位有興趣可以了解一下。我們也希望可以和風機主機廠以及葉片廠做一些更好的切磋和探討。

　　三、碳纖維在風電行業(yè)中的應(yīng)用展望

　　接下來展望一些東西。目前來說，今天介紹了很多，現(xiàn)在葉片越來越長，而且越來越大。如果全玻璃鋼的葉片很難滿足大型化、輕量化的要求，這也就是做碳纖維復合材料的機會，也是一種必然化的趨勢。

　　現(xiàn)在條件好的陸上風場已經(jīng)基本上占滿了，包括運輸和安裝，特別是海上風機，如何更方便的安裝和運輸，這是讓碳纖維輕量化更好的發(fā)揮優(yōu)勢。

　　目前來說，碳纖維的成本優(yōu)勢是碳纖維可以用在最關(guān)鍵的部位，我們在風機葉片上可以專注做梁以及特殊的用途，我們在汽車上大家有關(guān)注汽車的，現(xiàn)在7系的汽車不再關(guān)注于非常炫的外觀，可能是采用臂助做材料。

　　當然碳纖維也有缺陷，碳纖維是火里燒出來的，孫悟空煉丹爐練過一點，所以表面的浸潤性比較差，這也要求我們考慮，包括樹枝上配合做界面的處理，做樹脂的改進更好的體現(xiàn)和發(fā)揮碳纖維的性能。還有就是碳纖維透明性差，檢測不像玻纖肉眼就可以看出缺陷。碳纖維的檢測肯定要專門的儀器，很多要用無損探傷儀。

　　未來的重點就是大絲束的纖維，因為碳纖維應(yīng)用成本還是比較高，小絲束比較貴，而且要工藝創(chuàng)新。例如維斯格斯的例子，還有碳纖維回收利用以及熱塑問題。

　　四、澳盛科技簡介

　　我們公司位于蘇州，是專門專注于碳纖維復合材料的開發(fā)和應(yīng)用，包括有一些省級的工程研究院，以及產(chǎn)學研的平臺。我們工藝比較齊全，除了碳纖維，基本上包括碳纖維的很多工藝，以及編織、纏繞、熱壓等比較齊全，我們和碳纖維供應(yīng)商有比較良好的合作。我們和所有針對風電大絲束的供應(yīng)商都有比較好的合作關(guān)系，保持貨源的穩(wěn)定性。雖然我們規(guī)模不是很大，但客戶都是行業(yè)一流客戶，保證我們在對接的平臺上管理質(zhì)量都有很好的提升。我們還有一些產(chǎn)學研的平臺和知識產(chǎn)權(quán)。

　　我們的產(chǎn)品最主要有幾大領(lǐng)域，包括建筑加固、風電、數(shù)碼3C、醫(yī)療、機械等等，未來我們的重點是汽車，在風電上加大優(yōu)勢，我們加強降低碳纖維的成本，碳纖維在風電的應(yīng)用也在持續(xù)努力。目前我們在做拉擠的生產(chǎn)線，希望把產(chǎn)能擴大到3000噸，未來2-3年內(nèi)超過5000噸，為下游客戶做更好的成本考量。

　　另外，因為專利的問題，我們會生產(chǎn)一些大克重的碳布，我們有傳統(tǒng)的生產(chǎn)可以做大型的灌注。

（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核）

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