用于风力涡轮机叶片的水射流切割

为加高压水射流智能装备
风电叶片工厂精细切割解决方案

01

项目背景

风电叶片回收领域产业规模:

我国风电机组在2004年后开始规模化装机,按照风电机组20-25年的寿命,我国风电产业将在2025年迎来第一批大规模退役潮,退役规模将超过1.2GW,退役叶片重量超过万吨。到2030年全国退役风机规模预计超10GW,退役风机数量破万台,退役叶片处理需求约 20万吨。
数据显示到2030年,叶片处理需求约3万吨,累计约7万吨。(按照一支叶片大概 5-6 吨来估算,到2030年,预计该集团叶片处理需求约5000 支、累计约12000支。对应的风电塔约2000个,累计约4000个。
​​​​​​

风力涡轮机叶片的水射流切割-项目背景
风力涡轮机叶片的水射流切割-项目背景-1

传统切割方法的弊端:

目前风机叶片切割普遍采用传统机械切割方式,比如角磨机、圆盘锯或绳锯等。虽然有公司在研究大型机械化切割设备,带动大型锯片或者圆锯片等进行切割,但因为材质和工艺的特点,然而大部分都是人工手持设备进行切割。
效率低:

据了解数据显示一组2-3个人,切一支叶片的时间约为3-5天。切割一支叶片的综合成本在2-3万元。同时因为人工操作的特性和环境特点,温度、大风、雨雪等极端天气较多,也使得整体切割效率进一步下降。

环境污染和粉尘问题:

从环保和员工职业健康两个角度思考,未来机械切割不能作为大规模的风机叶片拆除时主要的切割手段。切割过程产生的粉尘较大,对环境和人健康影响较大。切割产生的粉尘主要是玻纤,具有强吸附力,粘附到皮肤上,扎到毛孔里,产生强痛感;吸入到肺部,影响巨大。现场切割过程中,尽管穿防护服、待防尘口罩,但仍无法避免吸入。

02

客户需求

经过最初的粗切后,为了方便卡车运输,目前行业内有一个通用的切割尺寸标准:成品尺寸一般控制在长6米左右(不超过6米),宽1-3米。

客户需求
03

解决方案

风力涡轮机叶片水射流切割解决方案

核心切割高压泵: 配备两台为加标准1+N系列产品,采用 6L/min 的大流量增压器,能够提升整体切割效率。
切割执行机构-6轴工业机器人: 同时使用机器视觉搭配工业机器人和离线编程功能,可以更广泛的适应这种非规则形状、无法提前设定切割程序的场景。

切割平台: 预计有效的切割行程达到10米*5米,满足各类型尺寸的叶片放置在平台上,进行切割,并具有一定的扩展性。10米长侧的两端,采用长距离导轨,通过电机带动直线运动机构使机构底座可以沿10米方向直线移动。每个底座安装一台六轴工业机器人。机器臂的臂展有限,通过双侧的导轨和直线机构,有效拓展其行程范围,实现整个范围内的有效切割作业。

切割作业主要目标是根据需要将片状大尺寸的叶片单元,切割成条状或块状。结合机器视觉,针对上料进行自动扫描和分析,结合切割要求自动生成 切割轨迹。

上下料部分: 计划上料由厂区行吊完成;机器臂配合机器视觉承担下料作业,做到自动化上下料(可选).

同时整套系统配置统一中控台,通过 PLC 和 HMI 搭建人机界面,并通过工业标准总线协议,联动高压泵、机器人、辅助直线轴、供砂除砂等设备,并统一显示控制运行状态、报警报错信息等。

其他配套设备,需要实现连续自动供砂、切割后砂水分离及符合固废排放标准。

04

产能分析

切割时间和效率分析:
测算依据如下:采用为加1+N系列高压,6L/min高压泵,0.4mm宝石喷嘴;380Mpa高压水压力,80目磨料,对各种厚度的玻璃纤维风机 叶片样件进行试切。

测试数据:

效率分析测试数据表

产能估算:

风力发电机叶片水射流切割技术条件(1)

为加智能装备--以水刀技术赋能风电行业绿色转型, 用智能化风电叶片工厂精细切割解决方案 破解退役叶片处理难题,助力构建循环经济新生态。