一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法与流程

1.本发明涉及风能发电技术领域，尤其是涉及一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法。


背景技术：

2.一般地，风电叶片在运行过程中，当地截面的转速随叶片长度的增加呈线性增加，从而导致叶片尖部位置比较大的线速度，目前主流叶片叶尖运行速度在85m/s左右，即306km/h，这个速度和高铁的速度差不多。比较大的速度会受到叶片周围空气中粒子的侵蚀，包括雨滴、冰雹、盐雾、砂石等，这是导致叶片前缘产生破坏的主导因素，其他如紫外线及湿气等也会造成叶片老化。当叶片叶尖位置前缘产生损伤后，流过的气体会根据损伤程度产生不同的分离，而气体分离后，叶片表面的吸力会大范围减小，造成发电量损失。为了解决这一问题，行业内普遍采用前缘涂防护油漆和防护膜。其中，保护膜对施工工艺要求苛刻，贴膜前需要使用细砂纸打磨、清洁，工作量很大，哪怕是极微小气泡，也是不允许的。另外，保护膜的运输和保存也很费劲。在运输和吊装过程中很容易损伤，叶片运行过程中经常出现起泡、边缘卷起、叶尖处保护膜风化移位等现象，一般保护膜的服役寿命4-5年，后期的更换成本更高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法，能够保护叶片前缘长时间不受损坏，防止气流停滞现象的出现，并且允许更大的失速攻角，降低气流沿程损失，提升发电量。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置，包括安装在叶片前缘两侧的保护装置本体，所述保护装置本体的形状与所述叶片前缘的形状相同，所述保护装置本体粘贴在所述叶片前缘的轴向长度上，所述保护装置本体的外侧表面设置为至少两个凸起。
5.优选的，所述保护装置本体的材质为abs、pp、asa、pps、pu、聚酯和聚丙烯中的一种。
6.优选的，所述凸起设置为椭圆形、三角形、类三角形中的一种。
7.优选的，所述保护装置本体的长度小于500mm。
8.优选的，所述保护装置本体的长度为200mm。
9.一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置的安装方法，包括以下步骤：
10.(1)根据需要，寻找在额定转速下，叶片截面运行速度大于60m/s的区域；
11.(2)根据装置的宽度，用记号笔在叶片前缘画出需要安装的位置，作为定位线，即吸力面一条定位线，压力面一条定位线；
12.(3)沿定位线粘接美纹纸，吸力面和压力面各一条，要求美纹纸的前缘边与定位线对齐，不能覆盖该装置安装的区域；
13.(4)用打磨机或120目砂纸对前缘区域美纹纸之间进行打磨，将漆面去除，并打磨表面纤维布形成粗糙面后，用抹布清除灰尘，再使用异丙酮/酒精清洗打磨区，并用干抹布擦拭干净；
14.(5)将胶水混匀后涂抹在叶片前缘，依次将该装置安装在叶片前缘上，装置之间的间隙为1-3mm。
15.因此，本发明采用上述结构的一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法，能够保护叶片前缘长时间不受损坏，防止气流停滞现象的出现，并且允许更大的失速攻角，降低气流沿程损失，提升发电量。
16.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
17.图1为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的结构示意图；
18.图2为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的主视图；
19.图3为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的半圆形凸起示意图；
20.图4为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的钝角三角形凸起示意图；
21.图5为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的锐角三角形凸起示意图；
22.图6为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的类三角形凸起示意图；
23.图7为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的前缘合模缝在叶片前缘两侧不对称分布的叶片前缘示意图；
24.图8为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的凸起不覆盖前缘合模缝的叶片前缘示意图；
25.图9为本发明一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法实施例的安装示意图。
具体实施方式
26.以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
27.实施例
28.本发明提供了一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置，包括安装在叶片前缘1两侧的保护装置本体2，保护装置本体2的形状与叶片前缘1的形状相同，保护装置本体2粘贴在叶片前缘1的轴向长度上，保护装置本体2的外侧表面设置为至少两个凸起3。保护装置本体2的材质为abs、pp、asa、pps、pu、聚酯和聚丙烯中的一种，为了避免使用金属制品引雷电，使用抗风沙，抗紫外线的高强度的塑料制品。保护装置本体2的长度小于500mm。最佳为长度为200mm，通过多个保护装置本体安装。保护装置本体位于叶片前缘，尤其是叶片前缘
的合模缝位置，一般情况下，前缘合模缝4就是叶片的前缘，该保护装置在靠近叶尖位置，叶尖部位运行时速度高，高速碰撞的粒子会对两个碰撞结构体产生损伤，尤其是叶尖在额定风速运行时候的速度大于60m/s，这个速度大于200km/h，所以60m/s也可以认为是一个速度分界点，也就是在速度大于60m/s的位置可以安装这个保护装置。对于大多数叶片，其结构是由吸力面和压力面粘接而成，所以存在合模缝隙用于填充结构胶，当叶片前缘速度过大产生损伤后，前缘合模缝由于其抗风沙性能差，其损伤程度是最差的，所以我们的保护装置需要覆盖这个区域，但凸起的部分可以不覆盖前缘合模缝，为了更好的与叶片前缘匹配，将该保护装置可以设置为不对称的，凸起位置也可以不在前缘合模缝上，目的是减小保护装置与叶片的贴合范围。
29.凸起3设置为椭圆形、三角形、类三角形中的一种，其中椭圆形比较稳定，对原叶片叶尖的影响也是在可控范围内的。
30.一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置的安装方法，包括以下步骤：
31.(1)根据需要，寻找在额定转速下，叶片截面运行速度大于60m/s的区域。
32.(2)根据装置的宽度，用记号笔在叶片前缘画出需要安装的位置，作为定位线，即吸力面一条定位线，压力面一条定位线。
33.(3)沿定位线粘接美纹纸，吸力面和压力面各一条，要求美纹纸的前缘边与定位线对齐，不能覆盖该装置安装的区域。
34.(4)用打磨机或120目砂纸对前缘区域美纹纸之间进行打磨，将漆面去除，并打磨表面纤维布形成粗糙面后，用抹布清除灰尘，再使用异丙酮/酒精清洗打磨区，并用干抹布擦拭干净，严禁用手触摸清洁后的粘接面，防止在粘接面上留下污渍。
35.(5)将胶水混匀后涂抹在叶片前缘，依次将该装置安装在叶片前缘上，装置之间的间隙为1-3mm，防止在叶片运行过程中产生干涉。
36.因此，本发明采用上述结构的一种带有扰流结构的风电叶片前缘保护装置及安装方法，能够保护叶片前缘长时间不受损坏，防止气流停滞现象的出现，并且允许更大的失速攻角，降低气流沿程损失，提升发电量。
37.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。