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近日,在“十一五”863计划新材料领域“MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”重点项目支持下,中材科技风电叶片股份有限公司等单位承担的“国产化原材料风轮叶片设计及制造技术开发”等3个课题取得了重要进展,通过技术验收。
风轮叶片是风力发电机组的关键核心部件之一,约占其总成本的20%左右,因此通过风轮叶片原材料国产化来有效控制风轮叶片的制造成本已经成为降低风力发电机组总造价的关键问题。
该项目开发了MW级风电机组风轮叶片用高性能真空灌注环氧树脂体系、高强高模E玻璃纤维及其多轴向织物、高性能泡沫夹芯材料、环氧结构胶粘剂以及叶片表面保护涂料等原材料技术,建成多条生产线,实现了规模化工业生产。完成了集成使用国产化原材料的叶片成型工艺技术研究,重点突破了MW级叶片结构强度分析校核及国产原材料评价技术等关键技术,国产原材料已用于中材科技风电叶片有限公司、金风科技股份有限公司、中航惠腾风电设备股份有限公司等企业的不同规格型号和不同使用环境条件下的叶片产品,并全部通过了型式试验,取得了认证证书,叶片装机考核均达到2000小时。
“MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”重点项目推动了我国MW级风轮叶片关键结构材料的国产化,有效的降低了MW级风电机组风轮叶片的成本,形成了相关行业标准和技术规范,有利于促进我国风电产业的发展。

一、指南说明风轮叶片是风力发电机组的关键核心部件之一,约占其总成本的20%左右,因此有效控制风轮叶片的制造成本是降低风力发电机组总造价的重要途径之一。目前,制造MW级风轮叶片所用的关键结构材料大部分依赖进口,严重制约了我国风电叶片制造行业核心竞争力的提升。通过集成技术创新和重点材料的研究攻关,推动我国MW级风轮叶片关键结构材料的国产化,研究提出并形成相关行业标准和技术规范,对于保障我国风电产业的健康、稳定和快速发展具有重要意义。本项目拟重点开展高性能真空灌注环氧树脂体系的研发及工程化研究、高性能环氧结构胶粘剂的研发及规模化生产技术示范研究、高强高模E玻璃纤维及其多轴向织物的研发及工程应用技术研究、高性能泡沫夹芯材料以及高性能多用途叶片保护涂料的研发及规模化生产技术研究,突破关键技术,推动MW级风轮叶片关键材料的国产化。为公正、公平、公开地选择项目承担单位,充分调动相关企业、科研院所及高等院校的积极性,集成全国风电叶片材料领域的优势研发力量开展本项目的工作,特此发布本重点项目申请指南。二、指南内容1澳门新浦京,.项目名称
MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化2.项目总体目标研究开发高性能真空灌注环氧树脂、高性能环氧结构胶粘剂、高强高模E玻璃纤维(织物)、高性能泡沫夹芯材料以及风电叶片涂料等MW级风力发电机组风轮叶片制造所需关键材料,建成中试规模以上试验生产线,满足批量化生产需要,材料成本较国外同类产品降低15%以上;完成3套以上完全使用国产化关键结构材料MW级叶片试验件的制作,按照国际标准完成叶片型式试验,并在风场实际装机试运行考核2000小时,全面验证并评价国产关键结构材料的可靠性等综合经济技术指标;研究提出我国MW级风轮叶片关键结构材料相关行业标准和技术规范。3.项目课题分解本项目设置课题3项。课题一:风电叶片关键原材料的研制及工程化课题研究内容:(1)高性能真空灌注环氧树脂体系研发及工程化研究:研发具有高强度、低粘度以及良好疲劳性能的真空灌注环氧树脂体系,满足目前主流的MW级风轮叶片环氧树脂真空灌注成型工艺的要求,探索具有低温固化、高温使用特性的新型高性能真空灌注环氧树脂体系,研究批量稳定生产技术,满足工程化应用的需要。(2)高强高模E玻璃纤维及其多轴向织物工程应用技术研究:研究开发高强度、高模量E玻璃纤维及配套表面浸润剂技术,研究不同配方浸润剂条件下纤维与真空灌注环氧树脂的界面结合特性;研发高强高模E玻璃纤维多轴向织物的批量化生产技术,研究编织过程中的纤维损伤控制技术,以获得最佳复合材料结构强度。研究高强高模E玻璃纤维规模化生产技术,研发配套多轴向织物生产设备及工业化生产技术。课题考核指标:(1)环氧树脂体系:拉伸强度≥70
MPa;拉伸模量≥3100 MPa;弯曲强度≥100 MPa;弯曲模量≥3300
MPa;层间剪切强度≥55 MPa;断裂韧性G1c
≥150J/m2(70℃/7h);断裂伸长率8-12%;冲击强度≥70kJ/m2;固化收缩率≤2.5%;树脂混合体系初始粘度≤250mps(25℃);凝胶时间≥2h;反应放热温度≤100℃;玻璃化转变温度≥70℃(70℃/7h);吸水率(10天/23℃)≤0.35%(70℃/7h);申请国家专利5项;研究提出产品技术标准2项;建成5万吨/年试验生产线1条;(2)高强高模E玻璃纤维:密度≤2.6kg/m3;单丝直径≤20μm;拉伸强度≥2150MPa;拉伸模量≥77GPa;耐腐性(10%硫酸条件下)失重≤5%;申请国家专利4项;研究提出产品技术标准2项;建成2万吨/年生产能力的高强高模玻璃纤维生产线1条,配套建设多轴向织物生产线4条,年生产多轴向织物2万吨。课题二:叶片辅料原材料国产化的制备及应用技术研究课题研究内容:(1)环氧结构胶粘剂规模制备技术研究:研究具有高粘结强度、良好触变特性以及优异疲劳性能、耐候性能的高性能环氧结构胶粘剂,满足MW级风轮叶片大面积结构粘接的需要。研究高性能环氧结构胶规模化生产技术,保证产品品质的稳定可靠。(2)泡沫夹芯材料规模化制备技术研究:研究高性能闭孔型泡沫夹芯材料的规模化发泡生产技术,重点解决发泡壁厚和孔径均一化难题,研究不同密度条件下发泡控制技术以及力学性能的对应关系,研发密度分别为60kg/m3及80kg/m3两种规格的泡沫材料及其工业化生产技术。(3)叶片表面保护涂料规模化制备技术研究:研发高性能多用途聚氨酯叶片表面保护涂料体系,提高叶片耐紫外老化、耐风沙侵蚀以及耐湿热、盐雾腐蚀能力,适应我国南北方不同极端气候条件下风电场使用需求,保证风轮叶片20年的设计使用寿命。考核指标:(1)环氧结构胶粘剂:拉伸强度(23℃)≥70Mpa;拉伸模量(23℃)≥4000Mpa;剪切模量G’
≥1400MPa(50℃);断裂韧性G1c
≥1.9J/m2(70℃/4h);断裂延伸率≥3.0%;单面搭接剪切强度(玻璃钢/玻璃钢)≥15Mpa;最大堆高≥30mm;反应放热温度≤70℃;玻璃化转变温度≥68℃(70℃/4h);固化收缩率≤0.2%;申请国家专利3项;研究提出产品技术标准1项;建成年产7000吨环氧结构胶粘剂试验生产线1条。(2)泡沫夹芯材料:密度范围60±5kg/m3泡沫材料:拉伸强度≥1.8Mpa,拉伸模量≥75
MPa,压缩强度≥0.8MPa,压缩模量≥70 MPa,剪切强度≥0.7MPa,剪切模量≥20
MPa,耐热温度≥85℃,吸水率≤1.8%;密度范围80±5kg/m3泡沫材料:拉伸强度≥2.4MPa,拉伸模量≥95MPa,压缩强度≥1.4MPa,压缩模量≥90
MPa,剪切强度≥1.1MPa,剪切模量≥30MPa,耐热温度≥85℃,吸水率≤1.8%;申请国家专利3项;研究提出产品技术标准1项;建成高性能泡沫夹芯材料示范生产线1条,产能≥50000m3/年。
(3)叶片表面保护涂料:附着力≥5MPa;自然表干/8h,40℃烘干/3h;耐磨性500g/500转≤20
mg;耐盐雾≥2000h,无脱落,附着力保持80%;耐砂尘试验满足GB2423.37-89。申请国家专利2项;研究提出产品技术标准1项;建成高性能聚氨酯叶片表面保护涂料示范生产线1条,产能≥1000吨/年。课题三:国产化原材料风轮叶片设计及制造技术开发课题研究内容:国产原材料在兆瓦级风轮叶片制造工艺中的集成使用及综合性能评价,研究解决集成使用国产原材料制造兆瓦级风轮叶片的工艺技术,并通过型式试验和装机试验对叶片及国产材料体系的综合性能进行全面的测试评价。课题考核指标:使用国产材料制作3套MW级叶片试验件,按照国际标准完成叶片型式试验,并在风场实际装机试运行考核2000小时;研究提出技术规范2项。4.项目经费:国拨经费控制数为1500万元,配套经费与国拨经费的比例不低于4:1。5.说明:(1)项目支持年限不超过3年。(2)本重点项目申请必须针对项目整体申报,编写《国家高技术研究发展计划(863计划)重点项目申请书》,针对某一课题的申请将视为无效申请。(3)项目须由企业牵头,与高等院校或科研院所等联合申请。三、注意事项
1、申报本项目的团队由申请单位自行组成(同一申请单位只能参加一个申请团队),并明确项目牵头单位、项目申请负责人和课题依托单位、课题负责人。项目牵头单位与联合申请单位应签订研究开发合作与知识产权分享等相关协议。
2、申请单位应符合的基本条件:在中华人民共和国境内登记注册一年以上、过去两年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录的企事业法人单位,包括大学、科研机构等事业法人;中方控股的企业法人。鼓励企业与科研院所、高等院校以产学研结合的方式联合申请。
3、项目召集人和课题负责人应符合的基本条件:
(1)具有中华人民共和国国籍;
(2)年龄在55岁(含)以下(按指南发布之日计算);
(3)具有高级职称或已获得博士学位;
(4)每年(含跨年度连续)离职或出国的时间不超过6个月;(5)过去三年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录。项目申请负责人应为本学科的学术带头人,具有相关工作背景和较强的组织协调能力,能将主要精力用于项目组织协调与研究工作。4、项目、课题负责人及主要参加人员不得违反以下限项申请的规定:
为保证科研人员能够高质量地开展研究工作,国家科技计划实行限制申请及承担课题数量规定。每人同期只能主持1项国家主要科技计划(包括863计划、973计划、支撑计划)课题,作为主要参加人员同期参与承担的国家主要科技计划课题数(含负责主持的课题数)不得超过2项。申请者应按照上述要求进行申请,且在同一批发布的申请指南中只能申请1项863计划课题或项目。
5、项目申请经费不得高于项目申请指南规定的国拨经费控制额,并应按照项目申请指南要求提供相应的配套经费及证明材料,否则不予受理。
6、申请者要遵守科学道德,以严谨的科学作风和实事求是的科学精神填写项目申请书,保证项目申请书的真实性,避免出现夸大和不准确的内容。同时,不得将研究内容相同或者近似的项目进行重复申请。863计划对申请者在申报过程中进行信用记录,对于故意在课题申请中提供虚假资料、信息的,一经查实,记入信用档案,并对单位在两年内取消其申报863计划资格、对个人在三年内取消其申报863计划资格。
7、申请程序和要求:项目申请采取网上集中申报。申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行,网址为program.most.gov.cn。有关申请的程序、要求和其他注意事项详见《“十一五”国家高技术研究发展计划(863计划)申请指南》。
8、课题申请受理的截止日期为2009年11月15日17:00时。9、咨询联系人及联系方式:联系人:卞曙光
010-88372105蒋志君 010-68338919 电子邮件:jeanbsg@htrdc.com
科技部863计划新材料领域办公室**

二〇〇九年九月二十七日