中材科技碳纤维风电叶片

碳纤维在风电叶片中的应用

1.风力发电技术的发展

风电的价格和风机功率成反比，风机率越大，单位发电成本越低（表l）。随着现代风电技术的发展与日趋成熟，风力发电机组的技术沿着增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高转换效率的方向发展。上世纪80年代早期到中期，典型的风电机组单机容量仅20～60kw；从80年代末期到90年代初期，风电机组单机容量从100kw增加到达500kw；到90年代中期，典型的风电机组单机容量为750-1MW；到90年代末，风电机组单机容量已经达到2.5MW；目前已达

3.5MW以上，世界平均单机容量为1Mw，最大单机容量为5Mw。预计2010年将开发出10MW的风电机组。

叶片是风力机的关键部件之一，涉及气动、复合材料结构、工艺等领域。叶片的长度和风机的功率成正比，风机功率越大，叶片越长。对于500kw-2.5MW的风力机，叶片长13.5－39米（丹麦LM Glasfiber公司制造）；660kw-1.65MW的风力机，叶片长23－39米（丹麦 Vestas Wind SystemsAS制造）。在兆瓦级风电机组中，如1MW的叶片长31米，每片重约4-5t；1.5MW 主力机型风力机叶片长34～37m， 每片重约6t；目前商业化风力发

碳纤维在风电叶片中的应用

1.风力发电技术的发展

风电的价格和风机功率成反比，风机率越大，单位发电成本越低（表l）。随着现代风电技术的发展与日趋成熟，风力发电机组的技术沿着增大单机容量、减轻单位千瓦重量、提高转换效率的方向发展。上世纪80年代早期到中期，典型的风电机组单机容量仅20～60kw；从80年代末期到90年代初期，风电机组单机容量从100kw增加到达500kw；到90年代中期，典型的风电机组单机容量为750-1MW；到90年代末，风电机组单机容量已经达到2.5MW；目前已达

3.5MW以上，世界平均单机容量为1Mw，最大单机容量为5Mw。预计2010年将开发出10MW的风电机组。

叶片是风力机的关键部件之一，涉及气动、复合材料结构、工艺等领域。叶片的长度和风机的功率成正比，风机功率越大，叶片越长。对于500kw-2.5MW的风力机，叶片长13.5－39米（丹麦LM Glasfiber公司制造）；660kw-1.65MW的风力机，叶片长23－39米（丹麦 Vestas Wind SystemsAS制造）。在兆瓦级风电机组中，如1MW的叶片长31米，每片重约4-5t；1.5MW 主力机型风力机叶片长34～37m， 每片重约6t；目前商业化风力发

12

者从中航惠腾风电设备股份有限公司有关负责人处获悉，中航惠腾上市材料已经上报证监会，目前正在等待批复中。

目前A股涉及风电叶片业务的上市公司，主要有中材科技、时代新材、鑫茂科技、天奇股份、棱光实业等，但叶片制造并非这些公司的主业，如果IPO成功，中航惠腾将成为国内第一家以叶片制造为主业的上市公司。目前中航惠腾在国内市场占有率达30%以上，如果公司成功上市，不排除上市后的中航惠腾成为兼并同类企业的资本平台。

符合中航工业整体思路

中航惠腾于2001年成立，以生产各类风电叶片以及机舱罩等各类复合材料制品为主。

2006年6月，中国航空公司第二集团公司参股进入，变更后的各股东比例为：保定惠阳30%；中航二集团和美国美腾各占25%；燃机动力持股20%。去年9月，燃机动力再次对中航惠腾增资。增资后，惠腾公司注册资本由3.6亿增至5亿元，这被看成是中航惠腾上市前的准备。

在中航惠腾的四方股东中，保定惠阳隶属于中国航空工业集团公司(下称“中航工业”)，中航二集团在2008年并入重组后的中航工业，燃机动力隶属于中航重机股份有限公司，后者同样是中航工业的下属上市公司。

因此，中航惠腾的上市进程，将直接服从于中航工业资本运作的整体思路，中航惠腾公司负责人也向记者证实了这一

12

者从中航惠腾风电设备股份有限公司有关负责人处获悉，中航惠腾上市材料已经上报证监会，目前正在等待批复中。

目前A股涉及风电叶片业务的上市公司，主要有中材科技、时代新材、鑫茂科技、天奇股份、棱光实业等，但叶片制造并非这些公司的主业，如果IPO成功，中航惠腾将成为国内第一家以叶片制造为主业的上市公司。目前中航惠腾在国内市场占有率达30%以上，如果公司成功上市，不排除上市后的中航惠腾成为兼并同类企业的资本平台。

符合中航工业整体思路

中航惠腾于2001年成立，以生产各类风电叶片以及机舱罩等各类复合材料制品为主。

2006年6月，中国航空公司第二集团公司参股进入，变更后的各股东比例为：保定惠阳30%；中航二集团和美国美腾各占25%；燃机动力持股20%。去年9月，燃机动力再次对中航惠腾增资。增资后，惠腾公司注册资本由3.6亿增至5亿元，这被看成是中航惠腾上市前的准备。

在中航惠腾的四方股东中，保定惠阳隶属于中国航空工业集团公司(下称“中航工业”)，中航二集团在2008年并入重组后的中航工业，燃机动力隶属于中航重机股份有限公司，后者同样是中航工业的下属上市公司。

因此，中航惠腾的上市进程，将直接服从于中航工业资本运作的整体思路，中航惠腾公司负责人也向记者证实了这一

实习总结

漫长的实习期已经过去了，这些天来我感受颇多。从一进厂的陌生，到后来对公司上下组织机构和生产制造流程的逐步熟悉，适应这个新环境也经历了并不长的一段时间。作为新进员工，对企业也有了总体认识。从大的方面来看，锡林郭勒风电叶片有限公司处于中材集团的第五层的组织架构，即从上到下依次为中材集团有限公司、中材股份有限公司、中材科技股份有限公司、中材科技风电叶片股份有限公司、和我们所处的中材科技（锡林郭勒）风电叶片股份有限公司。从小的方面来说，我们公司是中材科技风电叶片股份有限公司七个产业基地之一，即北京康庄、北京八达岭、甘肃酒泉、吉林白城、云南大理、江苏阜宁和内蒙锡林。而我公司在其中的生产规模相对较小，生产型号为1.5MW长度为37.5m和40.3m的两种叶片，在叶片长度区间中属中等，其主要采用行业内传统的复合材料手糊工艺制造。

此次被安排在蒙皮工段合模班进行实习（班组成员共11人，包括我和XXX在内），班长XXX。从未做过重体力劳动的我，感触最深的是24小时满身的疲惫与伤痛，每一天周而复始，令我的身心都受到了煎熬。每个工作日要合两个模，为了赶进度工作中几乎没有休息的空挡，只有在吃午饭的时候才得到些许放松。时间是紧迫的，吃完饭又马上赶回来继续工作

风电叶片质检工序步骤

质检员：做好工序检验工作，及时纠正工序差错，保证过程质量，减少返工、返修浪费；负责调查质量检验技术现状；参与质量分析、编制质量控制计划，设计质量控制卡，确定质量控制点；负责确认质量事故现象，参与调查质量事故，分析质量事故原因，编制质量事故报告；负责产品质量状态标识工作，严格控制不良品，确定质量问题、跟踪验证质量问题的解决情况

1、模具清理 叶片脱模后，用刀具清理模具上沾的真空膜以及残留的胶，或用吸胶毡擦拭模具上的粉层，擦拭干净后会用洁膜剂清理模具(通常只是边缘)。 2、脱模剂

模具清理好后，涂一层脱模剂，其固化需要等待一段时间方可铺层。脱模剂的作用在于在模具表面形成一个致密层，使得模具更加容易和叶片分离，达到脱模的效果。 3、部件

整只叶片一般可分为蒙皮、主梁、翻边角、叶跟、粘接角等各个部件，其中主梁、翻边角、叶跟、粘接角等用专用模具进行制作。等将各个部件制好后，在主模具上进行胶接组装在一起，合模后加压固化后制成一整只叶片。 4、主梁

主梁是在单独的模具上成型的，铺放主梁时需要工装对其进行精确定位，并保证经过打磨处理及表面清洁。主梁在切割车间转运到蒙皮车间后需要人工脱模，然后要剥离脱模后残余的一些附着物。最后用布擦拭表

材料科学与工程学院

论 文 题院（系）名学 生 姓 指 导 教

目 大型风电叶片复合材料应用 称 材料科学与工程学院 名 毕嘉宇（39011104） 牛艺蒙（39011105） 刘 艺（39011107） 师 张佐光 老 师

顾轶卓 老 师

李 敏 老 师 2012年 6月 10日

大型风电叶片复合材料应用

摘要

本文针对大型风电叶片夹层结构外壳及主梁，介绍了现有复合材料风电叶片的结构特点、性能要求；阐述了复合材料在风电叶片上的应用及生产现状；分析了其材料体系、制造工艺，并针对目前大型风电叶片生产过程中遇到的一些问题提出解决方案，通过对比得出了较先进且应用广泛的成型工艺；并讨论了复合材料性能测试、评价及影响因素。

关键词：风电叶片；复合材料；制造工艺；性能测试

I

Abstract

This essay focuses on sandwich structure

（19）中华人民共和国国家知识产权局

（12）发明专利申请

（10）申请公布号

CN104246032A

（43）申请公布日 2014.12.24（21）申请号CN201380020045.9

（22）申请日2013.04.18

（71）申请人三菱丽阳株式会社

地址日本东京都

（72）发明人桐山孝之;杉浦直树;畑昌宏

（74）专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司

代理人钟晶

（51）Int.CI

D01F9/22;

权利要求说明书说明书幅图

（54）发明名称

碳纤维束以及碳纤维的制造方法

（57）摘要

本发明提供使聚丙烯腈系前体纤维束的单

纤维纤度粗而谋求成本降低，并且机械物性优异

的碳纤维。一种碳纤维束，其单纤维纤度为

0.8～2.1dtex，纱线强度为4.9GPa以上并且纱线

弹性模量为200GPa以上。一种碳纤维束，其单纤

维纤度为0.8～2.5dtex，纱线强度为3.0GPa以

上并且纱线弹性模量为240GPa以上。适合于制造

上述碳纤维束的方法。

碳纤维电地暖的优点与缺点总结

优点：

1、比传统金属材质发热体的发热电缆节能30%以上。 2、比传统金属材质发热电缆重量小。

3、长纤碳纤维原丝是无机物非金属材料，不氧化，以东邦常用型号来说，含碳率高达99%，寿命中衰减只有1.7%，是任何人类掌握的发热材料中最高的，金属是达不到的。

4、比传统金属红外发射率高，御庭春自己的产品测试下来，碳纤维发热电缆红外发射高达70%以上。对人体健康保健理疗的作用。 缺点：

1、以我从业经验来看，碳纤维地暖施工时间通常比发热电缆的长一些，但是有解决办法。

2、碳纤维发热电缆市场渠道没有金属发热电缆、水暖的做的好，因为历史比金属发热电缆短。

3、碳纤维地暖要求施工工艺比较严格，需要施工人员仔细。 4、优质碳纤维发热电缆由于材料进口，制造成本高于普通金属发热电缆，为了保证销售渠道的利润和存活，售价也比普通金属发热电缆高一些。

5、受困于材料特性，真正靠碳纤维发热体的产品，单根线缆制造长度受限制，必须采用并联做法，这一点对于施工来讲是缺点，对于系统运行安全和售后来说是优点。

6、与水暖比较，无法提供生活热水。

另外，由于我国专利保护问题，很多小厂仿制产品开始出现，

采用国产碳纤维，为了降低成本与金属发热电缆竞

国际碳纤维市场最新研发动态浅析

http://cn.newmaker.com 2011-5-1 复材在线

1碳纤维应用领域日益广泛

目前，世界碳纤维生产企业主要有日本的东丽、东邦和三菱公司，美国的赫氏，德国的西格里集团，韩国泰光产业，以及台塑集团等。东丽是世界上最大的生产商，已经开发出高强型T1000（拉伸强度大于7000MPa）系列碳纤维，其抗拉模量为295GPa，拉伸强度达7.05GPa。

随着碳纤维应用领域的不断扩大，碳纤维的市场需求日趋增加，碳纤维及其复合材料产业呈现良好发展态势。据相关部门预测，世界碳纤维需求将以每年大约13%的速度飞速增长，碳纤维的全球需求量2010年将达到5万t，2012年将达到6万t，2018年将达到10万t。

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维，具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导热、导电等特性。除土木建筑、航空航天、汽车、体育休闲用品、能源以及医疗卫生领域外，碳纤维在电子通信、石油开采、基础设施建设等领域也有着广泛的应用。随着应用研究的进一步深入，未来碳纤维产品将趋向于高性能化，民用、工业用量将继续保持大幅增长趋势。 2 日本

2.1基本情况

目前日本东丽、帝人和三菱