目前中南部地區已有多個(gè)風(fēng)場(chǎng)出現葉片結冰現象，請大家注意防范葉片結冰對機組帶來(lái)的危害!
積冰的影響
1、當風(fēng)機葉片表面大量積冰時(shí)，由于每個(gè)葉片上的冰載不同，使機組的不平衡載荷增大，從而降低風(fēng)機的零部件壽命，對機組造成較大的危害;
2、由于積冰厚度不一，葉片原有的氣動(dòng)外形將發(fā)生改變，降低機組的風(fēng)能利用系數，從而造成發(fā)電功率降低，嚴重時(shí)還可造成風(fēng)電機組無(wú)法正常啟動(dòng);
3、風(fēng)機上的測風(fēng)儀結冰后，將無(wú)法正常工作，使測量數據不準，影響機組的正常運行和控制;
4、結冰后，如果風(fēng)機繼續運行，拋出的冰層碎塊或掉落的大冰塊可能會(huì )傷害到風(fēng)機自身及其附近的人或物。
低溫的影響
1、由于空氣密度隨著(zhù)溫度的降低而增大，因此低溫環(huán)境會(huì )造成風(fēng)電機組額定出力增加，出現過(guò)發(fā)過(guò)載的情況;
2、風(fēng)機出現低溫疲勞問(wèn)題，嚴重情況下可造成焊縫斷裂;
3、風(fēng)電機組所使用的潤滑油將隨著(zhù)溫度的降低粘稠度增大，流動(dòng)性變差，風(fēng)機需要潤滑的部位可能無(wú)法得到充分的油量供應，從而危及風(fēng)機設備的安全。
因此，在冰凍災害天氣發(fā)生前的有效預警時(shí)間內準確高效地傳遞天氣預測預警信息至關(guān)重要。高精度氣象預測預警服務(wù)方案，可以最大程度上預防葉片結冰對機組的危害，優(yōu)化客戶(hù)資源配置，降低客戶(hù)財產(chǎn)損失，確保人員和設備安全。
為什么風(fēng)機葉片上會(huì )結冰
當環(huán)境中濕度較大并且溫度低于0度時(shí)，風(fēng)機葉片就有可能會(huì )出現結冰的現象。在環(huán)境濕度一定的情況下，如果風(fēng)機繼續運行，葉尖相對速度大，相應的葉片表面換熱系數就大，并且過(guò)冷水滴以及濕雪在葉片表面的堆積速率增加，從而導致葉片運行過(guò)程中，更容易加劇結冰。
葉片上的結冰可謂五花八門(mén)，影響風(fēng)機運行的結冰類(lèi)型主要有云中覆冰和降水覆冰，其中云中覆冰是指過(guò)冷水滴高速拍打在結構表面而凍結，又分為明冰和霜冰;降水覆冰主要指融雪在低溫下重新凍結。明冰形成的過(guò)程較慢，因此相對密實(shí)，成透明色，附著(zhù)力大。由于其冰型不規律，對葉片氣動(dòng)影響嚴重且附著(zhù)力大，不易脫落;而霜冰形成較快，冰粒之間充滿(mǎn)空氣，因此成乳白色，其形狀較光滑，對氣動(dòng)影響過(guò)程緩慢且附著(zhù)力小，較易脫落。融雪在低溫下重新凍結后，附著(zhù)力介于明冰與霜冰之間，對氣動(dòng)的影響也介于兩者之間。
值得注意的是，風(fēng)機結冰對發(fā)電量、葉片以及整機都存在較大負面影響和危害，所以確保機組運行安全是結冰期運行的最高考量要素，以規避風(fēng)險并盡量降低經(jīng)濟損失。比如，某風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機由于葉片結冰后持續運行，最終導致葉片超載斷裂、機組倒塌的事故(見(jiàn)圖1)。
圖1：風(fēng)機由于結冰導致葉片斷裂、機組倒塌
葉片上結冰的危害有多大
通常來(lái)看，葉片結冰會(huì )最先發(fā)生在翼型敏感的前緣部位，這會(huì )明顯降低葉片升力系數，增加葉片阻力系數，導致發(fā)電量降低，圖2描述了葉片覆冰后的功率曲線(xiàn)異常波動(dòng)情形。更嚴重的是，進(jìn)一步的覆冰會(huì )導致翼型失速攻角提前，葉片進(jìn)入失速區域，氣動(dòng)特性發(fā)生劇烈波動(dòng)，從而引起風(fēng)機葉片顫振，甚至引起整機的共振。如圖3所示，葉片嚴重覆冰后，其上翼型的失速攻角提前至7.5°。當該截面攻角大于失速攻角時(shí)，該截面升力系數急劇下降，會(huì )引起葉片額外的載荷波動(dòng)以及結構振動(dòng)，損害葉片的疲勞壽命。
同時(shí)，覆冰所帶來(lái)的冰塊附加重量，以及升阻系數的巨大變化，會(huì )使得整機的靜載和動(dòng)載明顯增加，極有可能最終引發(fā)極限超載，導致葉片斷裂甚至機組傾覆的災難后果。而在化冰期間，隨著(zhù)環(huán)境溫度上升引起覆冰的融化，伴隨葉片的高速運行，葉片表面冰塊甩出可能會(huì )造成嚴重的安全事故，造成周邊居民的財產(chǎn)損失和人員傷害。這風(fēng)機葉片上結冰的危害之大真是令人驚心!
圖2：覆冰后的功率曲線(xiàn)異常波動(dòng)
圖3：翼型結冰前后升力系數
