華電庫倫風電場大規模設備治理的經驗與反思

內蒙古華電新能源分公司 狄海龍 張波 趙長君 苑杰

華電庫倫風電場大規模設備治理的經驗與反思

內蒙古華電新能源分公司 狄海龍 張波 趙長君 苑杰

內蒙古華電新能源分公司建設初期存在風電機組設計缺陷、備件供應遲緩和技術力量薄弱等問題，由此引起風機頻發故障，員工勞動強度高且無法完成發電任務而被考核，導致員工情緒低落。對此，該公司積極采取技術改造和培訓員工，最終使風電場機組故障大大降低，同時提高了企業的效益，其做法經驗值得借鑒。

引言

2015年6-9月間，內蒙古華電新能源分公司組織對所屬總裝機容量424.25MW的庫倫風電場187臺華銳SL1500型機組和75臺南車WT1650型機組開展綜合治理的專項工作。時至今日治理成效已經顯現。本文對這次設備治理進行經驗總結和反思，對未來風機出質保后開展大規模設備檢修進行探討。

一、實施背景

2014年12月31日，作為中國華電集團公司區域化改革試點的內蒙古華電新能源分公司正式組建，總裝機容量230萬kW，管理21個風光電站，12種機型。組建之初，內蒙古華電新能源分公司組織有關人員對所屬各風電場安全生產狀況、設備健康水平、盈利能力展開評估。庫倫風電場裝機424.25MW，其中光伏裝機20MW，風電機裝機404.25MW，分兩期建設，一期134臺機組(華銳129臺，南車5臺)于2008年投產，已運行7年；二期128臺機組(華銳58臺，南車70臺)于2011年投產，已運行4年。華銳和南車風電機組采用相同技術，由于設計缺陷、備件供應遲緩和技術力量薄弱等原因，導致維護質量下降，故障率逐年升高，可利用率不斷下降。通過評估，內蒙古華電新能源分公司認為有必要對存在嚴重安全隱患且可利用率偏低的華銳、南車風電機進行治理。

二、設備治理的具體做法

1.現狀調查

首先組織有關人員從庫倫風電場風電機監控系統抽取2014年風電機組故障次數進行統計，得到如表1：

從表1中可以看出，變頻器損壞、電池電壓低、350A保險熔斷、變頻器主控板損壞、發電機損壞等是庫倫風電場機組可利用率偏低的主要原因。同時，滑環故障、發電機軸承損壞、齒輪箱油溫高、編碼器損壞等也對發電機組可利用率偏低有重大影響。鑒于上述分析，內蒙古華電新能源分公司決定采取綜合治理的方法，利用6-9月的小風期集中力量打攻堅戰。

2.制定對策

2015年1月14日、3月19日內蒙古華電新能源分公司與南車風電，4月1日、5月29日與華銳風電就機組性能優化進行專題研究，確定了天元發電機、PM3000變頻器、齒輪箱油冷風道、防雷、防火改造等技術改造項目。在此基礎上，內蒙古華電新能源分公司又組織有關人員反復醞釀，結合風電機組《調試手冊》、《維護手冊》等技術文件，編寫了《華銳風機綜合治理方案》和《南車風機綜合治理方案》，對華銳風機和南車風機開展以測試、定檢、改造為主的綜合治理，以提高設備穩定性和可靠性。

3.落實對策

（1）責任到人，嚴控質量。

一是組建綜合治理指揮部現場協調、指導。其成員隨機抽查以便及時發現機組治理過程中暴露出的問題，每天工作結束后組織召開協調會，及時解決工作過程中暴露的安全、質量、進度、人員、備件、配合方面的問題，總結經驗以不斷提高工作效果。

二是每臺風機落實責任人全過程監督、協調。開工前對《風機綜合治理方案》進行培訓和技術交底，確保每名負責人都清楚工期、要怎么做、如何控制質量和實現最終目標。

三是采取有效措施切實提高工作人員技能水平，培養良好工作作風?，F場指揮部技術管理人員每天登機檢查綜合治理效果，根據具體工作情況修訂《風機綜合治理方案》，并將重點管控的注意事項在每天協調會結束后利用幻燈片向全體作業人員講解清楚，在工作中嚴格監督落實，達到提高工作人員技能水平，培養良好工作作風的作用。通過設備治理，同時實現提高設備可靠性、提高員工工作技能和轉變工作作風的良好局面。

表1 庫倫風電場2014年風電機故障次數統計表

（2）與設備廠家達成共識。

頻發的設備故障不僅需要大量的設備廠家維護人員，消耗設備廠家大量的備品備件，影響設備退出質保期，也大大降低了用戶的設備利用率，對發電量造成巨大損失。通過多輪的溝通，內蒙古華電新能源分公司與華銳風機和南車風機兩個廠家一致認為，有效的設備治理將會形成共贏局面。雙方所達成的高度共識，為后續默契協作奠定了堅實的基礎。

（3）與全體工作人員統一認識。

內蒙古華電新能源分公司組建之初，華銳風機和南車風機頻發的故障使得現場不僅勞動強度高，還因為無法完成發電任務經常被考核，基層員工情緒低落。在決定進行設備治理后，通過個別談話和強化培訓，做通員工思想工作，使全體工作人員的認識到，只有認真做好設備治理工作，提高設備利用率，才能大幅降低員工勞動強度，提高員工收入，提升企業盈利能力和核心競爭力。高效地思想工作，使基層員工受到了觸動。他們在治理過程中積極發揮主觀能動性，實現了個人與企業的雙贏。

（4）技術改造和治理工作主要內容。

表2 華銳機組三年可利用率、故障時間同期數據

華銳風電機技術改造及治理工作內容：國通一代變頻器低穿優化、更換350A保險和濾波電阻、防雷優化技改、發電機軸伸端接地、更換出廠編號2716以前的天元發電機、更換變槳蓄電池、齒輪箱油冷風道改造、西門子電源優化、更換PM3000變頻器、A185接觸器改為A260接觸器、機艙控制柜冷卻系統改造、預充電電阻由200W更換為500W、測振回路優化加磁環、塔基UPS電源改造、斷電后急停遠程復位改造、X1B接觸器改穆勒接觸器、倫茨系統24V電源優化改造、機艙夏季通風散熱改造、齒輪箱內窺鏡檢測、齒輪箱低速軸探傷、整機防磨處理、更換偏航襯墊改善振動、Bachmann系統PM3000變頻器24V供電繼電器改造、ABB系統電池柜加熱器繼電器改造、佳木斯發電機軸伸端接地和本體多點接地。

表3 南車機組三年可利用率、故障時間同期數據

南車風機技術改造及治理工作內容：防火改造、齒輪箱油冷風道改造、變頻器低穿整改、更換出廠編號2716以前的天元發電機、功率優化、西門子電源優化、PM3000W變頻器冷卻系統改造、機艙控制柜冷卻系統改造、A210接觸器改為A300接觸器、塔基UPS電源改造、機艙散熱改造、齒輪箱內窺鏡檢測、整機防磨處理、傳動鏈改造、防雷改造、更換偏航襯墊改善振動。

三、實施效果

1.2016 年10月，內蒙古華電新能源分公司對庫倫風場2014年、2015年、2016年1-9月份華銳、南車機組的可利用率、故障時間進行同期的數據對比分析，以對綜合治理的整體效果進行評估。

2016年1-9月故障時間較2014年1-9月故障時間大幅縮短。2016年1-9月庫倫風電場華銳風電機平均可利用率提高到97.34%，南車風電機可利用率提高到97.46%。從上述數據比對可以看出，風機運行狀態已明顯好轉。

2.2015 年12月1日、2日連續兩天大風時，日發電量連續刷新建場以來單日最高發電量757萬kWh的歷史記錄，12月1日完成781萬kWh，12月2日完成839萬kWh。12月14日、15日連續兩日再次刷新庫倫風電場單日發電量的最高記錄，創下單日電量846.64萬kWh和862.95萬kWh的驕人成績。日發電量頻創新高，是對風電機綜合治理效果的最好檢驗和肯定。

四、結語

據中國可再生能源學會風能專委會發布的《2015年中國風電裝機容量統計簡報》，截至2015年底，我國風電累計裝機容量達到1.45億千瓦，累計裝機臺數超過92981臺。未來10年，根據我國對風能產業的規劃，每年新增風電裝機約2000萬千瓦，每年新增機組臺數約10000臺。隨著風電機組裝機容量的不斷增加，如何開展設備管理，如何有效利用技術監督手段評估設備健康狀況以及如何組織設備檢修等問題成為影響風力發電企業生存和健康發展的焦點。內蒙古華電新能源分公司通過組織庫倫風場大規模設備治理對上述問題進行探索，積累的經驗值得借鑒、推廣。