风电机组叶片用环氧树脂生产工艺研究﹡.doc

风电机组叶片用环氧树脂生产工艺研究﹡ 杨青海;肖毅;蔡义军;刘宝成 【期刊名称】《风能》 【年(卷),期】2015(000)002 【总页数】5页(P76-80) 【作 者】杨青海;肖毅;蔡义军;刘宝成 【作者单位】东方汽轮机有限公司;东方汽轮机有限公司;东方汽轮机有限公司;东方汽轮机有限公司 【正文语种】中 文 风电机组叶片配套用环氧树脂体系（包括环氧树脂和固化剂，下同）是风电机组叶片制备的关键材料。目前，国内外诸多厂家均在生产风电机组叶片配套用环氧树脂体系。然而，目前国内外生产此环氧树脂体系大多采用反应釜生产方式，此方法具有传统的优势，如原料的加入、反应温度及反应时间易操控。但此生产工艺是间歇式的，每批次的生产均需原料加入过程、原料预热过程、搅拌反应过程及出料这一系列的过程，生产效率较低，产量不高且大批量生产质量较难控制。鉴于反应釜生产环氧树脂体系的弊端，本研究提出一种新的生产风电机组叶片用环氧树脂体系的方法，此方法在树脂和固化剂的生产过程中，物料的预热、计量、输送、混合反应及包装都是通过PLC系统监控和自动实施。此方法在保持传统反应釜生产方式优势的情况下实现了生产过程的自动化、连续化。此生产方法不仅生产效率高，而且有利于质量控制，对于批量化生产风电机组叶片用环氧树脂体系产品质量更稳定可控。生产工艺现状通过公开的研究资料和实际考察的状况看，目前国内风电机组叶片用环氧树脂体系的生产工艺大致有如下两种：一、传统型图1的工艺流程图是生产风电机组叶片用环氧树脂及固化剂的传统工艺，树脂生产系统和固化剂生产系统可以通用。此生产工艺是通过抽料泵将原料从地面抽至二层或三层平台之上的反应釜中，通过给反应釜夹套通蒸汽或热水来提供热源，从而将原料加热到设定的反应温度。采用搅拌器使原料在反应釜中搅拌反应，搅拌器多为浆式搅拌器或锚式搅拌器。由于风电机组叶片用环氧树脂的原料具有粘度大的特点，为了达到更好的搅拌效果，反应釜一般自身设计有物料自循环系统，使原料在反应釜中混合反应更均匀和充分。图1 传统生产工艺原料在反应釜中通过相应的反应温度和搅拌时间检验合格后，通过反应釜下端的放料口出料包装就生产出风电机组叶片用环氧树脂体系产品。二、传统改进型图2 传统改进型生产工艺图2的工艺流程图是生产风电机组叶片用环氧树脂及固化剂的传统改进型，相对于传统型生产工艺，该工艺主要有如下改进：一是增加了地面的原料储罐，可有效节约往反应釜中的投料时间；二是增加了反应釜上方的高位槽可准确计量向反应釜中投料的重量，以便控制产品的质量；三是增加了控制反应釜投料、反应温度、反应时间及放料的控制系统，实现半自动化。当然有条件的还可以将反应釜系统整体放置在一大型电子称上，可以很方便计量加料的重量和最后分装的产品重量，此时可以不需要原料高位槽。根据工厂的实际情况可确定加热方式是水加热或蒸汽加热，有蒸汽条件的最好选用蒸汽加热，因为蒸汽在较短的时间内就能达到预期的反应温度。综合图1和图2的传统型和传统改进型生产工艺可以看出，由于受反应釜容积限制，只能分批次生产，整个生产过程是间歇的，每批次均需物料加入过程、物料预热过程、搅拌反应过程及出料这一系列的操控，出料包装时还需要称量，不断地周期性重复操作，非常繁琐，批次间的准备时间长，有效时间短，生产效率低，设备投入及人力成本也高。尤其是,各批次的原料配比、工艺参数操控值总会有差异，导致各批次的产品质量不一致，给风电机组叶片的性能带来不利影响。另外生产过程相对开放不利于环保。生产工艺研究为了克服传统生产工艺的弊端，通过查阅大量的资料和实地考察，本研究提出一种流水线式生产风电机组叶片用环氧树脂体系的方法，以提高生产效率，稳定产品质量。图3即为该研究的装置结构及工作流程示意图。图3 装置结构及工作流程示意图本研究的环氧树脂体系包括树脂部分和固化剂部分，各由多个原料组份混合反应制成，这两部分分别在各自的流水生产线连续制备，树脂部分由树脂部分流水生产线制备，固化剂部分由固化剂部分流水生产线制备。从图3看出，树脂部分流水生产线包括数量与原料种类一致的多条原料输送通道、一个静态混合器6和一个控制系统，所有原料输送通道的出口并联在静态混合器6的入口，静态混合器6的出口配有自动计量包装装置，该装置包括两只并列的放料阀7.1、7.2，该放料阀7.1、7.2为气动两通球阀，控制系统设有该放料阀的自控计量切换控制模块，从而对出料产品进行计量包装。每一条原料输送通道由依次连接的原料容器1.1－1.N、输送泵2.1－2.N、加料器3、流量计4.1－4.N、调节阀5.1－5.N组成。原料容器1.1－1.N配有液位自控控制装置，该装置包括盛料泵0.1－0.N、液位计，控制系统根据液位计输入的液位信号，向盛料泵0.1－0.N输出启、停控制信号，对原