科曼机电

     一、空冷岛风机系统概述

空冷岛作为火力发电厂节水型冷却系统的核心，其运行效率直接关系到机组的真空度与热耗指标。风机矩阵作为空冷岛强制对流的关键设备，长期在高湿度、大风沙及频繁启停工况下运行，叶片易出现表面腐蚀、前缘磨损、涂层脱落等损伤。据统计，叶片气动性能下降15%将导致风机风量减少8%-10%，进而使空冷岛热阻增加3-5℃，严重影响机组经济性。

     二、叶片典型损伤类型及成因分析

（一）表面涂层失效

由于西北地区强烈的紫外线辐射及酸雨侵蚀，叶片表面聚氨酯涂层年均老化厚度达0.05-0.1mm。某电厂 3机组检查发现，23片叶片中17片存在明显粉化现象，光泽度仪检测值由初始90GU降至42GU，已无法有效保护基材。

（二）前缘侵蚀损伤

风机入口处的沙尘颗粒以平均15m/s的速度撞击叶片前缘，在距叶尖30%弦长区域内形成蜂窝状麻点。通过三维激光扫描显示，严重区域材料损失深度达1.2mm，导致叶片升阻比下降18%。

（三）结构裂纹扩展

变桨轴承配合面的微动磨损引发局部应力集中，在叶片根部加强筋附近产生放射状裂纹。红外热像检测发现，裂纹长度超过50mm的叶片占比达12%，若不及时处理可能引发断裂事故。

（四）积灰结垢问题

散热器翅片管束的积灰堵塞导致气流通道截面积减少，某600MW机组测试数据显示，当积灰厚度达到2mm时，风机静压需求增加15%，电机电流上升8A，日均电耗增加1.2万kWh。

     三、修复工艺实施要点

（一）表面处理阶段

采用自动化打磨机器人进行预处理，设定转速3000rpm、进给速度0.5m/min的参数组合，可确保表面粗糙度达到Sa2.5级标准。对于人工难以触及的叶根曲面，开发专用柔性打磨头，有效清除旧涂层及氧化层，同时避免损伤复合材料基体。

（二）缺陷修复技术

针对前缘侵蚀区域，采用碳纤维增强环氧树脂进行层压修复。先铺设0°/45°双向预浸布三层，再使用真空袋压工艺固化，压力控制在0.095MPa，保压时间不少于4小时。修复后经超声波探伤检测，界面结合强度达到母材的92%。

（三）新型涂层应用

选用含氟聚氨酯面漆配合纳米陶瓷中间漆的防护体系，膜厚控制在350±50μm。该涂层经QUV加速老化试验验证，5000小时后失光率仅15%，优于传统涂层3倍以上。施工时采用静电喷涂技术，涂料利用率提高至90%，较空气喷涂减少VOCs排放60%。

（四）动平衡校正

修复后的叶片需进行单体动平衡测试，允许剩余不平衡量不超过5g·mm/kg。对于多叶片组合，采用相位补偿法调整安装角度，使整机动平衡等级达到ISO1940 G2.5标准，振动速度有效值控制在2.8mm/s以下。

     四、创新修复技术实践

（一）无人机辅助修复系统

研发搭载机械臂的六旋翼无人机，集成打磨、清洗、喷涂功能模块。在某1000MW机组应用中，实现80米高空自主作业，单台风机修复周期由72小时缩短至28小时，人员高空作业风险降低100%。

（二）3D打印快速修复

建立叶片损伤数字模型库，利用碳纤维增强尼龙材料进行缺损部位3D打印修补。某电厂叶尖防雷帽损坏案例中，通过现场扫描建模、参数优化、一体成型打印，48小时内完成修复安装，较传统工艺节省工期5天。

     五、日常预防性维护体系

（一）三级巡检制度

建立班组日检、专业周检、厂级月检的三级检查机制。日检重点监测振动烈度与异常声响，周检增加涂层附着力抽查（划格法≥1级），月检则进行全面的红外热像检测与无人机高清摄影普查。

（二）智能预警系统

在叶片关键部位布置FBG光纤传感器网络，实时监测应变、温度、振动等参数。当监测数据超出阈值时，系统自动触发预警并生成维修建议。某电厂应用该系统后，提前发现3起潜在裂纹扩展事故，避免直接经济损失逾千万元。

（三）季节性维护策略

制定差异化维护方案：春季重点清理换热元件积灰，采用高压水射流（压力≤15MPa）配合环保清洗剂；夏季高温时段增加红外测温频次，防止电机过热；冬季来临前对齿轮箱润滑油进行全项分析，更换低温流动性合格油品。

（四）备件全寿命周期管理

建立叶片备件数字孪生档案，记录材质、制造日期、维修历史等信息。推行预防性更换策略，当涂层老化度超过临界值或累积疲劳损伤达80%时，提前安排更换作业，避免突发故障导致非停。

     六、安全管控措施

严格执行两票三制管理制度，所有高空作业必须办理特殊作业许可证。采用双钩安全带配合导轨防坠器，设置生命线系统确保移动安全。化学试剂操作时配备正压式呼吸器和防化服，现场配置应急淋浴装置，每季度组织泄漏应急演练。

     七、效益分析与展望

通过系统性修复与预防性维护，某电厂空冷岛风机群年度可用系数由82%提升至96%，供电煤耗降低2.3g/kWh，年节约标煤1.8万吨。未来将进一步探索石墨烯增强涂层、自修复复合材料等新技术应用，构建基于数字孪生的预测性维护体系，推动空冷岛运维向智能化、绿色化方向发展。

附件：叶片修复质量验收标准表

项目 技术要求 检测方法 验收标准

表面粗糙度 Sa2.5级 目视比对ISO8501-1 达到金属本色，无残留污物

涂层厚度 350±50μm 磁性测厚仪 每平方米测10点，合格率100%

动平衡等级 ISO1940 G2.5 现场动平衡测试 振动速度≤2.8mm/s

修复区域强度 ≥母材90% 超声波探伤 无分层、气孔等缺陷