??????? ·風(fēng)電機組故障診斷:風(fēng)電機組經(jīng)常出現(xiàn)各種故障,如何準確和及時判斷設(shè)備故障原因,是保證機組正常發(fā)電的關(guān)鍵。風(fēng)電機組各部件來自不同的生產(chǎn)廠家,往往運行檢修人員沒有部件的詳細資料,機組一旦出現(xiàn)故障就會束手無策,除逐步提高現(xiàn)場人員技術(shù)水平和經(jīng)驗外,以下系統(tǒng)有助于設(shè)備故障分析和診斷。
??????? 技術(shù)分析專家系統(tǒng):借助于各種技術(shù)手段迅速找到故障部位(如通過聽、聞、看、摸等方法或采用儀器檢測如溫度、壓力、狀態(tài)等參數(shù)),采用排除法和對比法,準確判斷設(shè)備的運行狀況,并采取相應(yīng)的檢修措施。
??????? 風(fēng)電設(shè)備故障判斷:故障主要類型有機械類、電氣類、通訊類和計算機類。通過對故障原因的分析,找到故障點后,需要對故障原因做出基本判斷,如故障原因是否間隙過大、潤滑缺少、密封破壞、油脂失效、冷卻或加熱系統(tǒng)故障、經(jīng)常過功率和雷電損壞等。
??????? (3)故障缺陷診斷處理技術(shù)管理
??????? 設(shè)備故障的出現(xiàn)可能是偶然的,其原因可能是部件本身有問題,也可能是這個部件在加工、運輸、安裝、調(diào)試過程中的質(zhì)量問題。如果故障不是普遍問題,只是批次生產(chǎn)性的問題,可通過改進后整批更換。因此,故障處理有些需要廠商進行處理,有些在風(fēng)電場可以修復(fù),有些則需要專業(yè)廠的專業(yè)人員進行解決。
??????? 大部件(特殊)修理:風(fēng)電機組中葉片、齒輪箱、發(fā)電機等大部件的損壞,會造成設(shè)備長時間停機,經(jīng)濟損失較大。這些損壞的部件需要送到專業(yè)廠家進行修理,部件經(jīng)過修理后,應(yīng)進行出廠前檢測,部件回裝時應(yīng)進行調(diào)整和重新試車。
??????? 發(fā)電機故障:發(fā)電機主要出現(xiàn)的故障是短路、軸承損壞等,下列問題是導(dǎo)致發(fā)電機損壞的主要原因:轉(zhuǎn)子斷條、放電造成軸承表面微點蝕、局部過熱和絕緣破壞等。
??????? 齒輪箱故障:齒輪箱是風(fēng)電機組中最常出故障的部件,主要故障有軸承損壞、齒面微點蝕、斷齒等,損壞的原因除設(shè)計和制造質(zhì)量外,齒輪油失效和潤滑不當(dāng)也是齒輪箱最常見故障的原因。
??????? 齒輪箱故障的早期診斷:齒輪箱早期故障可能僅僅發(fā)生在齒輪或軸承表面。齒輪表面材料的疲勞損傷會引起運轉(zhuǎn)噪音和工作溫度的變化。因此,經(jīng)常巡視檢查齒輪箱噪音和溫度的變化,有助于早期發(fā)現(xiàn)齒輪箱故障。有條件的風(fēng)電設(shè)備應(yīng)采取對振動狀態(tài)的檢測,并通過頻譜分析來判斷設(shè)備是否已產(chǎn)生疲勞破壞。
??????? 金屬表面疲勞破壞:如果設(shè)備疲勞破壞已經(jīng)發(fā)生,在多數(shù)情況下,由于設(shè)備表面材料的脫落,致使?jié)櫥椭袝霈F(xiàn)金屬顆粒,如果總不注意油品中的雜質(zhì),甚至有可能造成雜質(zhì)阻塞油標尺,使風(fēng)機檢查人員在已缺油的情況下誤以為不缺油。因此,應(yīng)通過不斷檢查潤滑油中金屬微粒的變化,也可以有助于早期發(fā)現(xiàn)齒輪箱損壞,這時風(fēng)電場人員應(yīng)盡快安排設(shè)備檢修,并盡可能在機艙內(nèi)不拆卸齒輪箱的情況下,處理損傷表面或更換已損壞的部件。
??????? (4)備品備件管理
??????? 風(fēng)電場做好設(shè)備運行維護工作的目標是能夠?qū)⒔^大多數(shù)故障進行自行修復(fù),這就有必要建立設(shè)備維護的備品備件庫。通過備件倉儲和物資管理,檢修人員可迅速獲得備件支持,及時進行更換,恢復(fù)設(shè)備運行。解決備件問題有以下幾種方法:
??????? 修理:配備修理用的設(shè)備、檢測儀器、常用的零件和圖紙資料,對部件進行修理。
??????? 替代:采用廠家認證過的國內(nèi)部件替代相同型號的原有部件,可迅速使設(shè)備故障進行排除。
??????? 物流:修復(fù)備件可通過備件庫團購、網(wǎng)絡(luò)虛擬庫、門對門服務(wù)等方式進行解決。
??????? 設(shè)備的現(xiàn)場修理及在機艙內(nèi)的更換:為避免大型吊車的巨額費用,設(shè)備應(yīng)盡可能在機艙內(nèi)修理。在有可能的情況下,現(xiàn)場修理可以采用機艙內(nèi)維修吊車和移動檢修作業(yè)平臺。
??????? (5)技術(shù)監(jiān)督管理
??????? 風(fēng)電技術(shù)監(jiān)督應(yīng)涉及風(fēng)電場基建、運行維護的全過程,從工程設(shè)計、設(shè)備選型、制造、安裝、調(diào)試、試生產(chǎn)到設(shè)備運行、檢修、技術(shù)改造和風(fēng)機退役鑒定等管理全過程中實施全面質(zhì)量管理,其中包括機械和電氣設(shè)備的性能檢測,節(jié)能與環(huán)境保護、電能質(zhì)量、保護與控制系統(tǒng)、自動化、信息及電力通訊系統(tǒng)等方面的技術(shù)監(jiān)督。
??????? 技術(shù)監(jiān)督就是對風(fēng)電場設(shè)備健康水平、運行安全、風(fēng)電質(zhì)量、經(jīng)濟運行等方面的重要參數(shù)、性能和指標進行的監(jiān)督、檢查、調(diào)整及評價的過程。
??????? 風(fēng)電場的技術(shù)監(jiān)督包括:風(fēng)電場輸變電系統(tǒng)和風(fēng)電機組的技術(shù)監(jiān)督。風(fēng)電機組的技術(shù)監(jiān)督除上述內(nèi)容外,還應(yīng)包括機組振動監(jiān)督和螺栓金屬監(jiān)督,安全監(jiān)督應(yīng)包括安全鏈和試驗等內(nèi)容。
??????? 6、技術(shù)人員的培訓(xùn)管理
??????? 針對目前風(fēng)電場新員工較多的情況,應(yīng)加強員工的技術(shù)、安全、管理制度方面的技能培訓(xùn),并根據(jù)風(fēng)電場野外、高空作業(yè)的特殊條件,進行適當(dāng)?shù)膶m椗嘤?xùn),如登高作業(yè)培訓(xùn)、逃生訓(xùn)練和急救培訓(xùn),同時應(yīng)對機械設(shè)備和電氣設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)、操作等方面的知識進行培訓(xùn),使員工在正式進入風(fēng)電場之前,就具備最基本的電氣安全知識、電力法律法規(guī)、技術(shù)基礎(chǔ)知識、動手操作能力等方面的知識和基本技能,以避免工作中發(fā)生人身和設(shè)備事故。
??????? 1)崗前培訓(xùn)
??????? 崗前培訓(xùn)包括基本原理學(xué)習(xí)、安全培訓(xùn)和登高訓(xùn)練等內(nèi)容。
??????? 2)專業(yè)培訓(xùn)
??????? 專業(yè)培訓(xùn)包括機電理論和動手操作的培訓(xùn),同時還應(yīng)增加仿真培訓(xùn)和安全案例分析方面的培訓(xùn)。
??????? 3)考核
??????? 風(fēng)電場應(yīng)定期組織員工進行安全和技能的考核,如進行安全規(guī)程、技術(shù)理論和技術(shù)操作方面的考核,并根據(jù)考核結(jié)果競爭上崗。
??????? 7、風(fēng)電運營成本管理
??????? 1)降低生產(chǎn)成本方法
??????? 風(fēng)電場應(yīng)加強風(fēng)成本的預(yù)算管理。預(yù)算管理應(yīng)詳細包括設(shè)備大修、技改、零購、管理費用、定檢計劃等內(nèi)容。嚴格執(zhí)行計劃管理,維持預(yù)算管理的剛性,加強備件和工具器管理及檢修管理,努力做到修必修好的原則。
??????? 2)節(jié)能降耗管理
??????? 通過電能損耗分析可以得到不同時期、不同風(fēng)速下電廠電能的損耗規(guī)律,以指導(dǎo)節(jié)能降耗措施的制定,提高風(fēng)電場的功率因數(shù),降低無關(guān)能源損耗,提高經(jīng)濟效益。
??????? 8、特殊環(huán)境對風(fēng)電場生產(chǎn)運營管理的影響及應(yīng)對措施
??????? 1)氣候影響
??????? (1)低溫影響:我國風(fēng)電場所處的地區(qū)均為三北地區(qū)和東南沿海地區(qū)。北方風(fēng)電場多處于高寒地區(qū),有相當(dāng)一部分風(fēng)電場冬季最低溫度低于-30℃,應(yīng)采取抗低溫措施,確保減少設(shè)備停機時間,提高發(fā)電量。
??????? 設(shè)備抗低溫措施包括:采用抗低溫油品,在最低氣溫低于-30℃的地區(qū),應(yīng)考慮流動性高的抗低溫型油品,避免由于油品流動性差導(dǎo)致部分旋轉(zhuǎn)部件缺少潤滑油的現(xiàn)象發(fā)生。
??????? 提高設(shè)備材料抗低溫脆性問題:氣溫低于-30℃地區(qū)運行時,主要要考慮主軸、塔筒鋼材抗低溫脆性問題。
??????? 采用低溫型葉片:氣溫在低于-30℃的地區(qū),葉片運行固有頻率會發(fā)生變化,應(yīng)采取低溫型葉片。
??????? 采用耐低溫元器件和部分控制元器件。常溫元器件在低溫環(huán)境中可能產(chǎn)生誤動作現(xiàn)象,也有可能產(chǎn)生損壞,因此應(yīng)采用耐低溫電控元器件或采用電加熱器進行防凍處理。
??????? (2)冰雪影響
??????? 個別北方地區(qū)風(fēng)電場機組在冬季運行時會發(fā)生葉片結(jié)冰現(xiàn)象,包括南方個別山頂?shù)娘L(fēng)電場,也有些冰凍發(fā)生在風(fēng)速傳感器上,可造成風(fēng)電機組停機的現(xiàn)象,需要采取以下措施進行預(yù)防:
??????? 加熱除冰:通過設(shè)置加熱器,用管道將熱風(fēng)送到葉片根部并進入到葉片內(nèi)部。
??????? 除冰劑除冰:通過采用高空作業(yè)設(shè)備,在不破壞葉片表面材料的情況下,用除冰劑噴射到冰面進行除冰。
??????? 風(fēng)速儀采用帶加熱器的設(shè)備。
??????? (3)臺風(fēng)影響:臺風(fēng)是我國東南沿海風(fēng)電場要認真面對的自然氣象災(zāi)害。根據(jù)每日的天氣預(yù)報,實時掌握臺風(fēng)的路徑,提前采取相應(yīng)的措施,包括機組防臺技術(shù)措施,采用抗臺風(fēng)設(shè)計機組,加強地基和塔筒強度設(shè)計,并確保工程施工質(zhì)量等措施。
??????? 2)地理條件影響
??????? 風(fēng)電機組一般周邊環(huán)境比較復(fù)雜,如周圍有山區(qū)、森林、懸崖、海濱灘涂等復(fù)雜地形和障礙物,會引起氣流畸變,造成空氣湍流、切變以及尾流現(xiàn)象,進而影響風(fēng)電機組的輸出性能,更嚴重的是湍流、切變以及尾流會造成設(shè)備損壞,甚至影響設(shè)備使用壽命。
??????? 復(fù)雜地形對風(fēng)電機組運行的影響:對于地形復(fù)雜、鄰近森林以及其它障礙物的風(fēng)電場,設(shè)備運行中應(yīng)對氣流畸變可能對風(fēng)電設(shè)備造成的影響給予充分的重視。這就需要加大對風(fēng)電系統(tǒng)機械傳動部件的檢查,如齒輪表面、軸承、力矩限位器等部件,應(yīng)重點檢查齒輪表面是否有微點蝕和潤滑油中金屬微粒有無變化,同時加強對機組功率特性輸出曲線的檢查分析。以下原因影響功率曲線形狀,最終影響設(shè)備發(fā)電量:陣風(fēng)過大,風(fēng)輪響應(yīng)滯后,氣流紊亂,造成風(fēng)輪上氣流來流方向改變,對風(fēng)的響應(yīng)不夠敏感,可以在設(shè)備控制中進行適當(dāng)調(diào)整。
??????? 3)氣候影響因素的應(yīng)對措施
??????? (1)高原低空氣密度對風(fēng)電設(shè)備的材料、散熱和元件影響
??????? 高原地區(qū)由于海拔較高和空氣密度較低,風(fēng)電場中風(fēng)電設(shè)備運行會受到材料老化和表面疲勞的影響。夏季設(shè)備長時間和大負荷運行,使機艙散熱在高原條件下與低海拔地區(qū)有所不同。因此,應(yīng)加強對機艙內(nèi)散熱能力的控制,對電控元件(如開關(guān))在高原空氣稀薄地區(qū)所產(chǎn)生的影響認應(yīng)采取必要的措施。
??????? (2)高原空氣密度對發(fā)電的影響
??????? 由于夏季和冬季空氣密度有較大的差異,風(fēng)能密度發(fā)生變化會使機組功率輸出受到影響,應(yīng)采取葉片安裝角度定期調(diào)節(jié)以及控制策略的變化、失速點調(diào)整等措施,在確保設(shè)備不發(fā)生超發(fā)的前提下,盡可能做到發(fā)電性能的優(yōu)化。
??????? 4)機組發(fā)電場用電問題
??????? 為避免機組在低溫環(huán)境中運行出現(xiàn)問題,系統(tǒng)需增加加熱元件,其中包括風(fēng)速儀、機艙、齒輪箱和齒輪油、冷卻器和油管、控制器(必要時包括輪轂)等部位加熱。因此,機組用電功率加大,將增加風(fēng)電場的用電量,同時在機組設(shè)計中,在考慮機艙操作空間的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡可能考慮結(jié)構(gòu)緊湊和密封性能良好的機艙,以避免過大的風(fēng)電場用電。
??????? 5)風(fēng)電機組性能下降問題的應(yīng)對措施
??????? 風(fēng)電機組經(jīng)過一定時期運行后,部分機組由于各種問題導(dǎo)致性能下降,如不采取措施將導(dǎo)致發(fā)電量的下降和部件的損壞,影響機組使用壽命。通過對機組運行數(shù)據(jù)的分析包括功率曲線分析,可以發(fā)現(xiàn)機組可能存在的問題,并在風(fēng)電場檢修時進行解決。
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??????? (1)機組存在問題:包括失速效果不理想、偏航對風(fēng)策略不佳、風(fēng)向計磨損功松動、過功率、低溫停機和尾流影響等。
??????? (2)應(yīng)對問題的措施:經(jīng)常檢查風(fēng)速計和風(fēng)向計等傳感器,發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時進行更換或修理;葉片污染應(yīng)及時進行清洗;葉片安裝角度應(yīng)定期進行調(diào)整。
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