風力發(fā)電機組的運行維護技術(shù)

1、風力發(fā)電機組的運行維護技術(shù)隨著科技的進步，風電事業(yè)的不斷發(fā)展。風能公司下屬的達坂城風力發(fā)電場的規(guī)模也日益擴大，單機容量從30kW逐漸升至600kW，風機也由原來的引進進口設(shè)備，發(fā)展到了如今自己生產(chǎn)、設(shè)計的國產(chǎn)化風機。伴隨著風機種類和數(shù)量的增加，新機組的不斷投運，舊機組的不斷老化，風機的日常運行維護也是越來越重要?，F(xiàn)在就風機的運行維護作一下探討。 一運行 風力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進行控制，一般都由多個CPU并列運行，其自身的抗干擾能力強，并且通過通信線路與計算機相連，可進行遠程控制，這大大降低了運行的工作量。所以風機的運行工作就是進行遠程故障排除和運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及故障原因分析。

2、 1遠程故障排除 風機的大部分故障都可以進行遠程復(fù)位控制和自動復(fù)位控制。風機的運行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進行雙向保護，風機設(shè)置了多重保護故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動復(fù)位的。由于風能的不可控制性，所以過風速的極限值也可自動復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動復(fù)位，如發(fā)電機溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風機的過負荷故障也是可自動復(fù)位的。 除了自動復(fù)位的故障以外，其它可遠程復(fù)位控制故障引起的原因有以下幾種： （1）風機控制器誤報故障； （2）各檢測傳感器誤動作； （3）控制器認為風機運行不可靠。 2運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 對風電場設(shè)備在運行中發(fā)生的情況進行詳細的

3、統(tǒng)計分析是風電場管理的一項重要內(nèi)容。通過運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，可對運行維護工作進行考核量化，也可對風電場的設(shè)計，風資源的評估，設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。 每個月的發(fā)電量統(tǒng)計報表，是運行工作的重要內(nèi)容之一，其真實可靠性直接和經(jīng)濟效益掛鉤。其主要內(nèi)容有：風機的月發(fā)電量，場用電量，風機的設(shè)備正常工作時間，故障時間，標準利用小時，電網(wǎng)停電，故障時間等。 風機的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，可對風機在提高出力和提高風能利用率上提供實踐依據(jù)。例如，在對國產(chǎn)化風機的功率曲線分析后，我們對后三臺風機的安裝角進行了調(diào)節(jié)，降低了高風速區(qū)的出力，提高了低風速區(qū)的利用率，減少了過發(fā)故障和發(fā)電機溫度過高故障，提高了設(shè)備的可利

4、用率。通過對風況數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，我們掌握了各型風機隨季節(jié)變化的出力規(guī)律，并以此可制定合理的定期維護工作時間表，以減少風資源的浪費。 3故障原因分析 我們通過對風機各種故障深入的分析，可以減少排除故障的時間或防止多發(fā)性故障的發(fā)生次數(shù)，減少停機時間，提高設(shè)備完好率和可利用率。如對150kW風機偏航電機過負荷這一故障的分析，我們得知有以下多種原因?qū)е略摴收系陌l(fā)生，首先機械上有電機輸出軸及鍵塊磨損導(dǎo)致過負荷，偏航滑靴間隙的變化引起過負荷，偏航大齒盤斷齒發(fā)生偏航電機過負荷，在電氣上引起過負荷的原因有軟偏模塊損壞，軟偏觸發(fā)板損壞，偏航接觸器損壞，偏航電磁剎車工作不正常等。又如，在對Jacobs系列風機控

5、制電壓消失故障分析中，我們采用排除實驗法，將安全鏈當中有可能引起該故障的測量信號元件用信號繼電器和短接線進行電路改造，最終將故障原因定位在過速壓力開關(guān)的整定上，將該故障的發(fā)生次數(shù)減少，提高了設(shè)備使用率，減少了閘墊的更換次數(shù)，降低了運行成本。 二維護 風力發(fā)電機是集電氣、機械、空氣動力學(xué)等各學(xué)科于一體的綜合產(chǎn)品，各部分緊密聯(lián)系，息息相關(guān)。風力機維護的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟效益的高低；風力機本身性能的好壞，也要通過維護檢修來保持，維護工作及時有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風機效率。 風機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。 1風機的定期檢修維護 定期的維護保養(yǎng)可以讓設(shè)備

6、保持最佳期的狀態(tài)，并延長風機的使用壽命。定期檢修維護工作的主要內(nèi)容有：風機聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動部件之間的潤滑和各項功能測試。 風機在正常運行中時，各聯(lián)接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當中，極易使其松動，為了不使其在松動后導(dǎo)致局部螺栓受力不均被剪切，我們必須定期對其進行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5時，應(yīng)使其力矩下降到額定力矩的80%進行緊固，并在溫度高于-5后進行復(fù)查。我們一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風或風小的夏季，以避開風機的高出力季節(jié)。 風機的潤滑系統(tǒng)主要有稀油潤滑（或稱礦物油潤滑）和干油潤滑（或稱潤滑脂潤滑）兩種方式。風機的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用

7、的是稀油潤滑方式，其維護方法是補加和采樣化驗，若化驗結(jié)果表明該潤滑油已無法再使用，則進行更換。干油潤滑部件有發(fā)電機軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運行溫度較高，極易變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護時，必須每次都對其進行補加。另外，發(fā)電機軸承的補加劑量一定要按要求數(shù)量加入，不可過多，防止太多后擠入電機繞組，使電機燒壞。 定期維護的功能測試主要有過速測試，緊急停機測試，液壓系統(tǒng)各元件定值測試，振動開關(guān)測試，扭纜開關(guān)測試。還可以對控制器的極限定值進行一些常規(guī)測試。 定期維護除以上三大項以外，還要檢查液壓油位，各傳感器有無損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。 2日常排故維護

8、風機在運行當中，也會出現(xiàn)一些故障必須到現(xiàn)場去處理，這樣我們就可順便進行一下常規(guī)維護。首先要仔細觀察風機內(nèi)的安全平臺和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動，控制柜內(nèi)有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破裂，偏航齒的潤滑是否干枯變質(zhì)，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計壓力是否正常，轉(zhuǎn)動部件與旋轉(zhuǎn)部件之間有無磨損，看各油管接頭有無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。第二是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動，或接觸不良，須仔細檢查，聽偏航時的聲音是否正常，有無干磨的聲響，聽發(fā)電機軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與

9、閘墊之間有無異響，聽葉片的切風聲音是否正常。第三，清理干凈自己的工作現(xiàn)場，并將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便于今后觀察有無泄漏。 雖然上述的常規(guī)維護項目并不是很完全，但我們只要每次都能做到認真、仔細，一定能防止出現(xiàn)故障隱患，提高設(shè)備的完好率和可利用率。 要想運行維護好風力發(fā)電機組，在平時還要對風機相關(guān)理論知識進行深入地研究和學(xué)習(xí)，認真做好各種維護記錄并存檔，對庫存的備件進行定時清點，對各類風機的多發(fā)性故障進行深入細致分析，并力求對其做出有效預(yù)防。只有防患于未然，才是我們運行維護的最高境界。我國風電產(chǎn)業(yè)將大步跨越2010-12-10 11:47:50 國際新能源網(wǎng)網(wǎng)友評論 目前正在征求意見的十二

10、五可再生能源發(fā)展規(guī)劃中一個重點的信號是要加快核電建設(shè)，而水電及風電等也將得到大力發(fā)展。國家發(fā)改委能源研究所一位專家表示，“規(guī)劃仍在做調(diào)整，預(yù)計年底可以基本定稿?！?從2003年以來，我國風電裝機容量年均增長率達到70%以上。到2009年底，全國風電建設(shè)總?cè)萘繛?268萬KW，已并網(wǎng)運行容量為1767萬KW，總吊裝容量達到2412萬KW。我國風電裝機容量世界排名由2008年的第四名升至第三名?！澳壳皩τ陲L電的最新發(fā)展目標已基本明確，2015年全國風電規(guī)劃裝機9000萬KW，其中海上風電500萬KW，到2020年全國風電規(guī)劃裝機1.5億KW，其中含海上風電3000萬KW?！鄙鲜鰠⑴c規(guī)劃的專家稱，“

11、未來出臺的規(guī)劃將強調(diào)電網(wǎng)輸配能力與風電發(fā)展規(guī)劃協(xié)調(diào)發(fā)展，在建設(shè)風電電源時，必須考慮電網(wǎng)配套建設(shè)?！痹谖覈L電市場發(fā)展初期，外資企業(yè)處于占據(jù)我國風電設(shè)備市場70%以上的絕對主導(dǎo)地位。但隨著國家對國內(nèi)風電設(shè)備制造商的政策扶持以及國內(nèi)企業(yè)不斷技術(shù)創(chuàng)新，內(nèi)資企業(yè)的市場份額迅速提高，并不斷刷新市場競爭格局。 事實上，“外資風電設(shè)備價格高質(zhì)量好”一直是業(yè)內(nèi)的普遍共識。目前，風機的設(shè)計壽命一般要求在20年以上，就我國風電電價水平和投資成本而言，開發(fā)商至少需要8、9年才能收回投資。由設(shè)備質(zhì)量引起的運行故障等問題成為開發(fā)商投資收益的最大威脅。因此，質(zhì)量問題尤為關(guān)鍵，較之內(nèi)資品牌，外資品牌的風機一直備受各大開發(fā)商

12、的青睞。但最近幾年，一些國內(nèi)風電開發(fā)商更傾向于采購國產(chǎn)風機。因為外資設(shè)備質(zhì)量固然是不錯，但現(xiàn)在的性價比已經(jīng)比前幾年有所下降。 目前國內(nèi)風電開發(fā)商在評標時，最為看重的指標是“KWh電成本”，它綜合了風機的技術(shù)、價格、服務(wù)等各種因素。但由于外資企業(yè)產(chǎn)品的KWh電成本偏高，很難在競標時勝出。此外，另一個不容忽視的因素是，國外設(shè)備制造企業(yè)的售后服務(wù)響應(yīng)速度慢，因為由于服務(wù)維修不及時或者故障部件更換不及時所造成的停機會帶來巨大的發(fā)電損失。也有專家稱，“很多人對華銳風電的風機質(zhì)量比較擔憂，但實際上該公司的風機運行效率可達到97%以上，所以說優(yōu)質(zhì)快速的服務(wù)可以彌補短時間內(nèi)設(shè)備質(zhì)量的不足?！?售后服務(wù)響應(yīng)速度

13、慢以及產(chǎn)品不能適應(yīng)中國本土國情，或許正是國產(chǎn)品牌在中國市場份額上升的重要原因之一。此外，為落實裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃，提升裝備制造業(yè)整體水平，推動機械基礎(chǔ)零部件產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，工業(yè)和信息化部10月下旬公布了機械基礎(chǔ)零部件產(chǎn)業(yè)振興實施方案，針對高效清潔發(fā)電設(shè)備配套圍繞重點領(lǐng)域，突破一批關(guān)鍵零部件發(fā)展瓶頸，如風電塔筒用大規(guī)格高強度緊固件，要求防腐蝕性能，超700小時，強度等級10.9級、12.9級，螺釘強度穩(wěn)定，適應(yīng)高低溫環(huán)境；高可靠性核電專用緊固件開發(fā)研制新型材料、要求8.8級以上強度、可靠性強、抗干擾化。風電用的高強度緊固件由于長期野外服役，環(huán)境惡劣，維修條件差，所以要求風機穩(wěn)定性強。正常

14、連續(xù)工作情況下，風電緊固件要求必須保證20 年以上的使用壽命。風電高強度緊固件性能技術(shù)要求較高。風電用緊固件的材料和制造工藝，有潛力、有市場，對技術(shù)期待將是可持續(xù)發(fā)展的課題。國外設(shè)備制造企業(yè)對高強度螺栓熱處理很重視，確保其組織的均勻性，以獲得最佳的強韌性的配合，保障螺栓服役時的安全。國內(nèi)制造商對此尚未引起重視，普遍存在的問題是螺栓熱處理缺陷，導(dǎo)致組織的不均勻。雖然螺栓的強度及硬度值可達到10.9級及以上性能的要求，但由于組織均勻性差，多種原因造成早期失效。因此，在制造工藝中應(yīng)加強過程控制。最近，國家標準化管理委員會公布了20個風電發(fā)電機組標準，其中GB/T25458-2010風電發(fā)電機組 合格

15、認證規(guī)則及程序?qū)⒃诿髂?月1日實施；還有GB/T19072-2010風電發(fā)電機組 塔架、GB/T25381-2010風電發(fā)電機組系列型譜、GB/T25383-2010風電發(fā)電機組風輪葉片、GB/T25390-2010風電發(fā)電機組球墨鑄鐵件、GB/T25385-2010風電發(fā)電機組運行及維護要求等也將在明年3月1日實施。這說明風電機組零部件加工正在提速。隨著中國鋼鐵企業(yè)的技術(shù)進步，高強度、高耐熱、高成型棒材線材的大量推出，既能滿足低碳經(jīng)濟和日益嚴格的風電機組零部件機械性能的要求，也能支持風電發(fā)電機組整機與零部件的國產(chǎn)化?？梢?，未來風電產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)蓬勃的發(fā)展勢頭，緊固件企業(yè)應(yīng)抓住這一特好時機，在新形

16、勢下有所作為。 雙饋式風力發(fā)電機組發(fā)展情況概述2010-11-22 13:09:39 國際新能源網(wǎng)網(wǎng)友評論 目前，帶齒輪箱風力發(fā)電機組主要有雙饋式風力發(fā)電機組和全功率變頻風力發(fā)電機組兩種形式，其中雙饋式風力發(fā)電機組市場份額超過90%。下面著重闡述雙饋式風力發(fā)電機組特點、市場應(yīng)用情況及其發(fā)展趨勢。一、雙饋式風力發(fā)電機組特點雙饋式風力發(fā)電機組具有以下特點：1.技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠。自工業(yè)化革命以來，齒輪傳動已經(jīng)成為技術(shù)最成熟、最主流的傳動方式，廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、汽車、鐘表等工業(yè)和生活領(lǐng)域。風力發(fā)電機組工作環(huán)境惡劣，對機組可靠性要求很高。雙饋機組采用的大功率大速比齒輪箱技術(shù)從20世紀90年代

17、起已經(jīng)開始應(yīng)用，其在風電中的故障率已低于電氣系統(tǒng)和發(fā)電機系統(tǒng)。葉輪+齒輪箱+發(fā)電機的傳動鏈結(jié)構(gòu)簡單，各類載荷分配合理，整體質(zhì)量可靠性高。2.效率高、性價比優(yōu)。該技術(shù)有效分配了機械傳動系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)配置，通過高速比齒輪箱提高電機轉(zhuǎn)速，大幅提高發(fā)電機效率。同時該機型僅有占額定功率1/51/3的轉(zhuǎn)差功率通過變流器，變流器的能量損失小。整機效率高、性價比優(yōu)。3.可維護性好。雙饋式風力發(fā)電機組一般采用葉片+輪轂+齒輪箱+聯(lián)軸器+發(fā)電機的傳動結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)各主要部件相對獨立，可以分別進行維護和維修?，F(xiàn)場維修容易，時間響應(yīng)及時。4.電能質(zhì)量好，低電壓穿越能力強。雙饋式風力發(fā)電機組采用雙饋式感應(yīng)電機和部

18、分功率變流技術(shù)，發(fā)出的70%以上的電能通過定子輸送到電網(wǎng)，產(chǎn)生的諧波小、電能質(zhì)量好。同時，該技術(shù)具有功率因數(shù)可調(diào)、有功功率和無功功率控制方便，低電壓穿越性能好等特點，可實現(xiàn)電網(wǎng)友好型接入。但在大型風力發(fā)電機組實際運行中，齒輪箱是故障率較高的部件。由于風力發(fā)電機組一般安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處，受無規(guī)律的變向變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴寒和極端溫差的影響，加之所處自然環(huán)境交通不便，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi)，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)非常困難，故對其可靠性和使用壽命都提出了比一般機械高得多的要求。例如對構(gòu)件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機械性能外，還應(yīng)該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性

19、等特性；應(yīng)保證齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動和沖擊；保證充分的潤滑條件等。對冬夏溫差巨大的地區(qū)，要配置合適的加熱和冷卻裝置。還要設(shè)置監(jiān)控點，對運轉(zhuǎn)和潤滑狀態(tài)進行遙控。二、市場應(yīng)用情況全球權(quán)威風能產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)BTM最新發(fā)布的2009年全球風電產(chǎn)業(yè)報告顯示，2009年全球新增風電裝機1380萬千瓦，在已裝機的風力發(fā)電機組中，86%的風力發(fā)電機組采用帶齒輪箱的風力發(fā)電機組。在全球前十大風電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)中，有VESTAS(丹麥 維斯塔斯)、GE WIND、華銳風電、GAMESA(西班牙 歌美颯)、東汽、SUZLON(印度 蘇司蘭)、SIEMENS、REPOWER(德國 瑞能)等八家企業(yè)采用齒輪箱技術(shù)。在直驅(qū)

20、風電產(chǎn)品中，約8.5%的機組采用電勵磁直驅(qū)方式，而永磁直驅(qū)不足5%。目前，全球已并網(wǎng)運行的800多臺海上風力發(fā)電機組，全部采用帶齒輪箱的傳動形式。從目前國內(nèi)的情況來看，帶齒輪箱機組變槳變速雙饋式風力發(fā)電機組的裝機容量比例最大，代表廠家包括華銳風電、東汽、國電聯(lián)合動力、明陽、上海電氣和北重等，市場份額超過80%；直驅(qū)式變槳變速型風機也有一定裝機容量，代表廠家包括金風科技、湘電風能等。三、發(fā)展趨勢風力發(fā)電機組技術(shù)的成熟性、質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性、及時而低成本的維修將是市場選擇的最重要標準。帶齒輪箱機組技術(shù)已經(jīng)在過去的十多年中成為大型風力發(fā)電機組的主流技術(shù)；永磁直驅(qū)技術(shù)目前尚未得到市場長時間的運營檢驗

21、。從我國目前情況來看，帶齒輪箱機組占據(jù)風電技術(shù)的主流地位。也有一些企業(yè)認為齒輪箱是故障較高的部件，采用無齒輪箱結(jié)構(gòu)能大大提高風電機組可靠性，降低故障率，提高風電機組壽命，因此，這些企業(yè)看好直驅(qū)機組未來發(fā)展?jié)摿褪袌鲂枨?，使得擁有直?qū)風電機組生產(chǎn)技術(shù)的廠商數(shù)量在逐漸增加，包括Enercon（德國意耐康）、金風科技、西門子、GE、湘電風能、航天萬源和東方電機等。不同風電技術(shù)路線的發(fā)展，都需要通過市場來進行考驗，市場的選擇是最好的標準，這樣將更有利于促進風電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和技術(shù)進步。說SKF的WindCon在線振動監(jiān)測系統(tǒng)2007-04-23 21:31現(xiàn)在風機上都要求在線系統(tǒng)，聽說SKF的WindCon，不錯，還與金風簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，不知進展如何？國內(nèi)很多人不接受，其實那東西很好，象專家系統(tǒng)，不用人為干預(yù)。咱應(yīng)該多用。目前大多風力機雖然安裝有振動檢測系統(tǒng)，但僅僅是對整機進行保護。無法很清楚知道單個部件是否運行良好。如果另外采用一套檢測系統(tǒng)對重要部件的關(guān)鍵部位進行24小時連續(xù)的檢測，這樣能夠提前發(fā)現(xiàn)問題，提前做好預(yù)防。如果僅僅靠簡單的檢測傳感器，往往很重要的部件如:齒輪箱、軸承等部件，在已經(jīng)壞了的時候才發(fā)現(xiàn)問題?？墒悄切┩庑锌傇诤跄菐讉€錢，不知道吊車維護一次5萬元/天也是錢，比在線系統(tǒng)的價錢還貴，更不能預(yù)測系統(tǒng)的疲勞故障時間及趨勢。唉，技術(shù)不好與老板的錢掛鉤啊。狀態(tài)監(jiān)測