CWPC2020:北京金風科創劉寶鋒——《如何突破葉片輕木短缺的困局》_東方風力發電網
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CWPC2020:北京金風科創劉寶鋒——《如何突破葉片輕木短缺的困局》

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-08-08   來源:東方風力發電網  瀏覽次數:650
核心提示:2020年8月6日,第六屆中國國際風電復合材料高峰論壇于浙江省桐鄉市振石大酒店召開,本屆高峰論壇的主題為“提質增效,海陸并舉,迎戰平價 ”。主旨發言中,北京金風科創風電設備有限公司葉片材料開發主管、教授級高級工程師劉寶鋒做了題為《如何突破葉片輕木短缺的困局》的演講。
  2020年8月6日,第六屆中國國際風電復合材料高峰論壇于浙江省桐鄉市振石大酒店召開,本屆高峰論壇的主題為“提質增效,海陸并舉,迎戰平價 ”。
 
  主旨發言中,北京金風科創風電設備有限公司葉片材料開發主管、教授級高級工程師劉寶鋒做了題為《如何突破葉片輕木短缺的困局》的演講。以下為發言實錄:


劉寶鋒↑
 
  各位專家,各位領導,風電同仁,早上好!
 
  從去年到今年以來,風電材料領域有一個熱詞高燒不退即輕木,輕木千金難買,這和這兩年風電的“搶裝潮”有關,如何突破葉片輕木短缺困局,我以此為題目進行匯報。
 
  首先是輕木的簡潔、輕木短缺的現狀以及應對方案以及葉片輕木短缺的深層思考。
 
  輕木是一個木棉科,熱帶速生的樹種,常綠中等喬木,分布于西印度群島、墨西哥南部等熱帶國家的低海拔地區。突出的特點是密度小,世界最速生的樹種之一,一年可長5到6米,直徑5到13厘米,4到7年可采伐,它的特點是木質細白,蟲不吃,蟻不蛀。作用可以用來做隔熱、隔音、絕緣材料,用來做救生艇和制造飛機。
 
 ?。≒PT圖示)這些是主要用途,可以做建筑、別墅、房屋以及熱水瓶的瓶塞、船模游艇、航空模型等。風電主要應用于風電葉片殼體的根部,美只葉片用4到7個立方左右。
 
  葉片輕木套材的一般生產流程,首先是輕木樹苗的栽培,4到6年開始砍伐,砍伐出來先進行原木的切割,做成木條,經過挑選進行烘焙,然后制作輕木Block,然后進行板材的切割加工,加工成葉片使用的套材。
 
  葉片輕木常規的性能要求密度常規要求傳統的輕木是135到176公斤每立方美米。
 
  從2019年1月份開始,葉片輕木逐漸地出現了短缺的苗頭,2019年春節后,我們國內各路人馬開始奔赴瘋搶輕木,輕木的價格和套材一路飆高,短缺前是七八千每立方的價位,今年3月份已經到2萬一立方,到現在已經到2.3萬個別到2.7萬,目前還在高價位。
 
  關于輕木短缺的現狀。
 
  首先是輕木不再輕。目前輕木的密度普遍在170到210公斤每立方米之間,有些輕木的密度甚至達到260、280以上,而普通木材的平均密度是540公斤每立方米,少于400公斤每立方有柳杉、水杉、云杉、紅松、楊木、羅漢松等等。
 
 ?。≒PT圖示)這些是常見輕木的密度,可以看出輕木的密度和普通輕木的密度靠近,有些密度達到了270到280,這個密度很大。
 
  第二偷工減料,這個詞可能說得狠了一點,主要是有些供應商為了滿足市場對輕木的急需,省掉了烘干程序,以至于含水率達不到12%以下就進入下一道工序,有些將木條隨意堆放,有進口的木條含水率嚴重超標,甚至有些國內木條發霉無法使用。
 
 ?。≒PT圖示)可以看到木條在外面隨意堆放,木條都發霉發黑了,這是國內的木條。下面的木塊缺陷非常厲害。
 
  另外包括發霉的木條也做成套材,中間加了黑色是發霉的,這是很嚴重的,如果看block表面沒有缺陷,粘上套材時就會發現。
 
 ?。≒PT圖示)這兩張圖是微觀的結構,標準的輕木是右邊蜂窩狀的結構,右邊是假輕木,微觀結構是通過的結構,很多孔是打通,樹脂很容易灌進去,會造成發熱從而造成發白。
 
  第三“千軍萬馬”齊上陣。怪現象是,輕木的正規軍很難找到輕木,反而各路新人都稱找到輕木。有些是三無的供應商,無證書,無資質,無技術和設備,更無行業的經驗,盡管他們搶到了木頭,到8月份有些木頭也用到葉片上,潛藏了很多風險,有些人幾年后要來為這些買賬。
 
  第四,魚龍混雜。有人將軟木作為輕木的替代品,宣稱可以做結構新材用,但軟木的力學性能遠遠低于輕木,這和輕木不是一個水平。軟木俗稱水松,是樹種的外皮產物,特點也是隔熱隔音密封,體重小,手感特別柔軟,不易著火。右邊的表做了輕木和軟木性能的比較,可以看出來不管是從強度、模量和輕木差得不是一個檔次。
 
  另外一個現象是有人將別的類似輕木的假輕木混雜在輕木條中,進口到國內,可以說偷天換日,做成block,灌注后導致出現各種質量問題。
 
 ?。≒PT圖示)第一個圖是假輕木,從木質質紋結構和標準輕木的結構完全不一樣。第二張看輕木顏色也不是標準輕木的顏色。第三張看著很熟悉,好像在某些家具里看到這樣的木頭。另外假的輕木灌注后會變顏色,有些變成綠色,有些變成淺紫色,第三張圖是五顏六色。后面的圖假輕木看著很疏松。
 
  葉片車間里發現的輕木質量問題不斷地增多,從而增加了葉片車間現場的維修量,而且灌注后這些輕木出現了燒糊和發白的各種問題。生產過程中掉落的塊要重新維修,加大了工作量
 
  面對輕木短缺有哪些應對方案:
 
  第一,輕木來源的多元化。
 
  第二,輕木范圍適當地擴大,有條件得使用高密度的輕木。
 
  第三,不斷完善國內的輕木產業鏈。有一部分可以在國內做BLOCK。
 
  第四,采取高密度的PET泡沫,可以將150、200和250的高密度輕木用在葉根段。
 
  第五,采用高密度的HPE泡沫。(PPT圖示)這些是HPE泡沫典型的性能。
 
  第六,用高密度耐高溫的PVC泡沫。用80或者100高密度的PVC泡沫進行葉根設計。
 
  第四部分,關于深層思考。
 
  首先是關于原材料來源的思考,輕木的原材料來源地單一而集中,從表格中看到,其他幾種材料主要供應地和國家都不是單一的,只有輕木來之厄瓜多爾。
 
  第二,關于輕木的產業鏈,80%在國外,種植、加工、烘干等,2019年下半年國內出現了自己做block的廠家。另外2010年據農村信用技術雜志報告,輕木在國內南方云南、廣東三省也引種成功。
 
  第三,天然材料的選用,優點是綠色、環保、無污染,但是缺點也很多,首先是受自然氣候的影響。第二是材料性能、波動范圍大,第三是源頭材料檢測項目少。第四是材料本身缺陷多。第五,受地域限制比較大,很難擴大生產規模。
 
  第四,關于葉片新材料應用,對于單一材料,在結構設計時選用了輕木應該有備份和替代方案。另外通過新材料的研發尋找備用方案。應未雨綢繆,積極支持和推進新材料的開發和驗證。比如PET泡沫在過殘葉片上應用的開發歷程。
 
  關于如何做。首先要繼續尋找可以替代厄瓜多爾輕木的貨源地。第二,完善輕木完整產業鏈,做到對各個供應環節風險可控。第三,繼續開發可替代輕木設計的新型工業芯材。第四,考慮天然材料供應充分性,并設計新型芯材方案。
 
  謝謝大家!我的匯報完了。
 
 ?。▋热輥碜袁F場速記,未經本人審核,如有不妥請聯系修改)
 
 

 
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