碳纖維風機技術

　　目前國內外風機葉片材質主要使用：鋁合金、玻璃鋼及碳纖維三種。鋁合金因為易變形、質量大，只用在直徑3.2米以下的風機。近些年由于玻璃鋼(FRP)材質在濕熱、酸堿等惡劣環境及抗變形等多方面的諸多優秀表現而得到廣泛應用，現在即使小風機的葉片也逐步被玻璃鋼代替。

　　然而人類歷史的長河不斷前進，人類的技術水平也不斷飛躍，近年碳纖維(CFRP)材質的出現幾乎顛覆了人們以往對材料的認識。碳纖維以其卓越的抗拉強度、彈性模量、比強度以及低密度、耐濕熱、耐酸堿、高強度等性能(很多方面遠遠超過一般鋼材)，廣泛地應用于工、農、航天、科研等各個領域。目前在工業冷卻塔風機中就廣泛地使用碳纖維傳動軸。我公司把碳纖維材質率先應用到風機葉片及聯軸器之間的彈性磨片之中，我公司把碳纖維材質率先應用到風機葉片及聯軸器之間的彈性磨片之中,并進而將CFRP運用于冷卻塔風葉。

　　相比于FRP材料，CFRP是一種力學性能更為優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為230~430Gpa亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強度愈高，則構件自重愈小，比模量愈高，則構件的剛度愈大，峽谷能源風葉采用高強度碳纖維材料加工而成，大大增強了葉片的強度，在葉片內部結構設計上多年來經過研究實驗成功發明了一種空腹加強梁殼結構葉片(國家發明專利)，碳纖維材料加上空腹加強設計，這種葉片的特點是強度高，重量輕、運行平穩振動小、節能、壽命長。

　　以8米葉片為例，普通葉片每片51kg，碳纖維葉片每片26kg,單片降低重量25 kg，每套風機降重150 kg，降幅為49%。由于風機重量輕，從而降低了電能的損耗。

　　以4.7米風機為例，使用電機為30KW，葉片角度15°，風量為60(104m3/n)使用傳統風機電流為50-57A，使用碳纖維葉片風機電流為40-48A，8.53米風機使用電機為160KW，葉片角度為12°，風量為273(104m3/n)，使用傳統葉片電流為240-245A，使用碳纖維葉片為220-225A，節能效果十分明顯。

　　峽谷能源葉片的平衡采用力矩平衡法:，并自主研發了新型的平衡工藝和平衡裝置。每片葉片單位長度平衡誤差控制在3克以內，使風機運行非常平穩，運轉振動值在2.5-4m/s之間，遠遠低于國家標準。由于葉片內部和葉片與葉片之間誤差較小，使葉片之間具有互換性。一旦葉片在使用過程中發生損壞，可根據我公司備案的平衡記錄，單獨更換其中任意一片，可降低客戶的維修費用。

　　碳纖維(CFRP)風機與玻璃鋼(FRP)對比，以Φ9140mm、8片葉片、15°葉片角度為基準

　　 FRP風機葉片強度不足(特別是大直徑風機)，不能保證在大風量、大載荷下長周期安全運行。峽谷能源CFRP葉片采用工字形梁殼結構，在提高葉片的剛性的同時解決了葉片高速運轉的變形問題。

　　 CFRP風葉可以有效根除FRP風葉在風壓作用下葉型變化較大;葉片螺旋角、葉尖、葉根線速度相差較大問題，從而避免引起風量、風速、風壓差相差大以及氣流沿葉片方向晃動沖擊風筒和塔體造成晃動的情況，增強抽風效果并優于、利于安全運行和減輕振動。

　　 CFRP風葉升阻比較低，避免FRP葉片角度在最大值而風量不足，再調大角度，只增加阻力、不增加升力，風量反而會減小的情況。

　　 通過權威部門實塔測試CFRP風機比FRP風機綜合節能約10%以上。

　　神華包頭煤制烯烴的冷卻塔2009年年底建成并投用，先后使用過四種風機，并進行了長時間的測試和對比，主要數據如下：通過在包頭神華公司實塔測試,我公司碳纖維風機比進口風機節能8%左右

　　輪轂方面;輪轂也采用碳纖維材料制作，這種輪轂具有強度高，耐疲勞性強，壽命長，卡箍采用高強度鋁合金拉擠型材，使整個輪轂防腐性能大大提高，且重量僅有鋼制輪轂的50%，由于重量較鋼制輕的多所以降低了風機的啟動荷載，節能效果十分明顯。