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明陽風電葉片總工程師董雷做“國內(nèi)葉片運維現(xiàn)狀與展望”的技術演講

2014-10-10 來源:中國風電材料設備網(wǎng) 瀏覽數(shù):2458

  針對運維目前出現(xiàn)的故障特征,第一個是雷擊,雖然說葉片系統(tǒng)都有防雷系統(tǒng),雷電是不可抗的因素,屬于不可避免,據(jù)國外統(tǒng)計包括內(nèi)部整體統(tǒng)計,每年遭遇累計的葉片10%左右,葉片遭遇到損失很多直接傳遞到地面,當然也有嚴重的時候直接造成葉片的報廢,不可恢復。然后還有葉片冰凍,現(xiàn)在最長的做到128直徑,基本上是云貴這些區(qū)域,云貴冬季的時候冰凍現(xiàn)象非常頻繁,這個對機組安全性造成了很大的危害,冰凍之后整體機組載荷會急速上升。目前來講對除冰的方式國內(nèi)沒有完美的解決方案,很多時候通過機械式,外部加熱式或內(nèi)部熱源式,更可靠的方式是停機除冰,但是會損失發(fā)電量,這是運維行當里面出謀劃策,需要極力解決的東西,目前來講沒有完美的解決方案。還有一個是前緣腐蝕,海邊,包括在江蘇潮間帶,裝機的時候葉片本身的腐蝕、耐候性。葉片腐蝕完畢之后,不僅使效率急劇降低,嚴重的降15個點是很輕松的事情,同時會造成葉片的振動,或者是載荷增加都時有發(fā)生。還有一個新葉片當中最常發(fā)現(xiàn)的,膠粒脫落,會形成粉末狀,不僅形成噪音,同時會污染環(huán)境,會造成對風機部件的損壞。第五個主要故障特征,因為整體結構失效,這是一個極端的情況,就是直接折斷,還有半折不折,藕斷絲連,通過玻璃鋼藕斷絲連。這個原因絕大部分都是由于主梁的制造工藝缺陷造成,當然還有雷擊和其他設計原因造成的。還有一個是葉片缺膠,在同行業(yè)當中比較常見,特別是在2008年以后那段時間,產(chǎn)能在急劇擴張期間,很多時候容易出現(xiàn)一些制造缺陷,葉片缺膠是很容易出現(xiàn)的情況。葉片缺膠更嚴重的是葉片直接折斷。第七個是涂層脫落,這個處理起來相對比較容易。還有一個比較常見的,運行一段時間之后,由于污染情況,使葉尖排水孔堵塞,會造成葉片的噪音不一樣。
  針對這些常見葉片故障,目前來講基本上通過這些年的探索,形成了相對比較完善的整體解決方案,整體解決方案這邊不提,重點提一下預防改進措施。經(jīng)過這些年的實踐來說發(fā)現(xiàn)兩個共性,第一個共性,開始運維工作的時候缺陷發(fā)生很長時間了,發(fā)生日不是發(fā)現(xiàn)日,這是后期包括整個行業(yè)需要改善的,爭取把缺陷發(fā)生日即發(fā)現(xiàn)日,這樣防止故障不擴展。其實所有這些故障的原因都很簡單,只要知道或者重視它就能夠解決,這要求更多的關注一些事前的控制,控制這些故障怎么樣不發(fā)生或者少發(fā)生。
  目前經(jīng)過這么多年葉片運維工作的發(fā)展,通過兩個案例講一下目前維修的能力。第一個案例是帶氣泵剎車的,可以這么說那時候小機種的運維工作,更換剎車是這個運維工作一個明珠,相對難度較高,一百斤的葉片人拉肩抗是比較復雜的一項工作,經(jīng)過這么多年的發(fā)展,同行里面有很多初步形成了葉片的更換能力,當然是早期的葉片。第二個案例,是去年發(fā)生的一個案例,這個案例葉片的修復工作代表著整個目前國內(nèi)葉片維修工作的最高難度,甚至不是之一。它有兩大特點,一個是缺陷大,另外一個是多種耦合。殼體剝離、脫落二十多米長,后面是后緣開裂,十多米,然后后緣UD折斷、失效,最后殼體開裂貫通。這個葉片如果按照常規(guī)來說99.9%應該直接報廢,由于其他各種原因,明陽派出整體設計團隊,還有維修方案團隊,跟北京一家同行進行合作,對葉片進行了修復,歷時兩個月,經(jīng)過了長期的運行,經(jīng)歷了寒冬的考驗,目前來講恢復了整體葉片原有的設計強度。這兩個案例分別代表兩個不同時期的兩個特征,一個是2007年以前的,占比10%的裝機量。
  關于葉片運維的發(fā)展建議,包括規(guī)范、整合葉片維修行業(yè),包括潛心、細致開發(fā)維修新技術、新材料,對威脅行業(yè)進行認證、分級,制定葉片維修標準。主動運維分為兩個層次,第一個是預防,定期檢查是按月度、季度、年度執(zhí)行,不定期檢查是在季節(jié)之后進行預防檢查。重點說一下主動運維的高層次,預測和改善。主動運維的目標,如果所有風場里面每一臺風機,每一個機組在任何一個時間的風險值,這個時候可以有針對性的有的放矢的進行一些維護,一些檢查,甚至做提前的更換。這一塊工作主要用了一些大數(shù)據(jù)方法和趨勢分析法,然后加一些計算和實證。大數(shù)據(jù)法廣東明陽有天時地利的優(yōu)勢,明陽直接做主機,同時也做葉片,可以從主機的后臺讀瞬時功放,可以進行評估,通過對比葉片的設計安全系數(shù),甚至記住每個原材料,各種原材料的性能其實有些差異,達到合格性,但是有差異。包括生產(chǎn)模具有生產(chǎn)線,同時也是有差異,包括制造當中。嚴格來講其實所有葉片下線的時候都是帶有缺陷的,缺陷里面有不同等級,甚至包括吊裝運輸?shù)膿p傷,健康程度通過系統(tǒng)分析出來,然后得出一個風險值,提前進行主動運維。同時還有一個預防改進,對風場所有這些缺陷進行匯總分析之后,反過來指導設計工作、原材料開發(fā)工作、生產(chǎn)工作,針對里面一些問題進行正向反饋跟改進改善。葉片生產(chǎn)當中最容易出現(xiàn)的一個褶皺,褶皺究竟對葉片的安全性有多大,廣東明陽不僅做了分析,還做了大量的實證分析,做了大量對比實驗之后,形成一個數(shù)據(jù),最后用到模型里面去,通過歷史每年產(chǎn)生的這些運維工作不斷進行修正,包括后期的預測越來越精準。結果以目前三年工作做的一個案例說明,從目前來講,三年工作逐步積累下來,預測成功率越來越高,現(xiàn)在已經(jīng)接近70%葉片的重大事故都是可預測,當然還包括了不可預測的雷擊。2013年的時候廣東明陽甚至預測到一個葉片的重大事故,也是從側(cè)面佐證了預測可行性。
  這對運維的工作也帶來了很大的成效,從目前來講廣東明陽整體裝機量四千套,包括每年的售后成本,包括更換、維護跟維修,不到三百萬,遠低于同行。從2012年之后,隨著裝機量越來越多,質(zhì)量成本越來越下降。運維工作廣東明陽存在著天時地利,既有風場,也有主機生產(chǎn),葉片和運維。但是整個行業(yè)還要思考怎么樣避免各種運維工作,避免各種故障的產(chǎn)生。

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 關于風電機組液壓制動器常見問題的探討
閱讀下文 >> 中國高海拔地區(qū)風能資源特性與風電開發(fā)研究(圖表)

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