風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)可實(shí)施性措施的研究

摘要：為了全面貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，新能源的開發(fā)在克服傳統(tǒng)性技術(shù)的局限性基礎(chǔ)上，風(fēng)力這種能源在得到有效利用時(shí)，其應(yīng)用的廣泛性和效率也在某種程度上得到了提高;隨著風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，其輔助性的技術(shù)也在不斷地發(fā)展，但技術(shù)的適用性、完備性和條件的具備性，在相互之間的互補(bǔ)性、統(tǒng)一性，在認(rèn)知、應(yīng)用還存在一些不足，這就需要相關(guān)研究機(jī)構(gòu)，認(rèn)知和應(yīng)用領(lǐng)域加大技術(shù)知識(shí)和應(yīng)用技術(shù)的投入，不斷改進(jìn)和完善風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的相應(yīng)設(shè)施，從根本上解決在應(yīng)用過程中的各種問題。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;電氣設(shè)備;運(yùn)行維護(hù)

一、前言：風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)力能源應(yīng)用的一種主要的形式，是目前世界上再生新發(fā)電能源的利用中技術(shù)最成熟，最安全具有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)開發(fā)的條件和最具商業(yè)化發(fā)展前景的是可再生新發(fā)電作為能源綜合利用的方式之一。從目前我國(guó)的綜合人力資源、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等諸多因素的角度考慮，規(guī)模性地建設(shè)和發(fā)展可再生風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目是有效地緩解了當(dāng)前我國(guó)可再生能源和自然環(huán)境中的電力資源短缺的一種非常具有戰(zhàn)略性的能源選擇，也是有效的方法解決措施[1]。

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中常見故障類型

（一）風(fēng)輪葉片的故障

風(fēng)輪發(fā)電機(jī)是集風(fēng)裝置，它的主要作用原理就是把流動(dòng)空氣中所具有的機(jī)械動(dòng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般來說風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)風(fēng)機(jī)葉片共同構(gòu)成。每個(gè)風(fēng)機(jī)的葉片都是首先吸收空氣中的風(fēng)能然后轉(zhuǎn)換為風(fēng)輪的機(jī)械旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，再通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為風(fēng)輪的電能，達(dá)到風(fēng)力發(fā)電的主要目的[2]。

（二）風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器的故障

風(fēng)力發(fā)電機(jī)分直驅(qū)式和雙饋式兩種，所配置的變流器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中重要組成部分，在運(yùn)行的過程中，受電磁干擾、灰塵淤積、過電流、過電壓和安裝位置等問題的影響，導(dǎo)致變流器局部溫升過高而過熱，造成變流器內(nèi)部絕緣擊穿或燒

毀性的故障，發(fā)電機(jī)不能正常運(yùn)行。目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要使用是雙饋式發(fā)電機(jī)，在運(yùn)行時(shí)，需要配置兩個(gè)變流器與發(fā)電機(jī)運(yùn)行，來達(dá)到發(fā)電和并網(wǎng)。

（三）風(fēng)力發(fā)電機(jī)其他裝置的故障

如果發(fā)電機(jī)是轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承出現(xiàn)溫度過高、振動(dòng)力過大或有異常聲音，則說明軸承均勻轉(zhuǎn)動(dòng)因潤(rùn)滑油出現(xiàn)問題而受到影響，也可能是油中雜質(zhì)、螺絲松動(dòng)而產(chǎn)生應(yīng)變力數(shù)據(jù)的變化而產(chǎn)生故障。運(yùn)行中機(jī)組系統(tǒng)的高速旋轉(zhuǎn)，會(huì)對(duì)機(jī)組內(nèi)各個(gè)旋轉(zhuǎn)的配件產(chǎn)生磨損，磨損越大，發(fā)電機(jī)發(fā)生故障的可能就會(huì)增大。

三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)維護(hù)措施的實(shí)施

判定發(fā)電機(jī)組是否在正常條件下運(yùn)行，單一的保養(yǎng)性維護(hù)措施，顯然已經(jīng)不能滿足其運(yùn)行需求，運(yùn)行中的溫度、絕緣狀況實(shí)時(shí)性的測(cè)試數(shù)據(jù)，隨時(shí)向機(jī)組運(yùn)維人員提供運(yùn)行的情況，維護(hù)人員及時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)、維護(hù)措施，有效避免或降低發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中隨機(jī)性出現(xiàn)的故障。

（一）發(fā)電機(jī)日常檢查與維護(hù)項(xiàng)目

在日常生產(chǎn)工作中，針對(duì)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的工況和運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)易發(fā)生故障的部位，必須采取加強(qiáng)重點(diǎn)檢查，對(duì)異常狀態(tài)、數(shù)據(jù)要進(jìn)行分析和對(duì)比，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)置梯子與操作平臺(tái)連接螺栓、聯(lián)接件的螺栓力矩和緊固情況;升降機(jī)工作狀態(tài)和塔筒里的照明情況;各個(gè)傳動(dòng)部件之間潤(rùn)滑的情況;液壓油及齒輪箱油位和液壓表計(jì)壓力指示位置;旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間配合度是否存在磨損和卡滯現(xiàn)象;扭纜傳感器拉環(huán)的完好性;控制柜和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子/定子運(yùn)行的聲音、溫度是否正常;偏航時(shí)、齒輪箱、剎車檢查閘盤與閘墊、葉片的切風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況以及聲音等。各種電氣聯(lián)接傳動(dòng)部件的螺栓長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行在各種機(jī)械振動(dòng)的合力當(dāng)中，極易使其局部螺栓松動(dòng)，為了不使其在螺栓松動(dòng)后連續(xù)導(dǎo)致其局部螺栓的承受力不均被剪切，必須定期對(duì)其聯(lián)接件進(jìn)行局部螺栓力矩的采樣化驗(yàn)檢查。風(fēng)力偏航發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)齒輪箱和減速系統(tǒng)偏航發(fā)電機(jī)的減速系統(tǒng)由于齒輪箱和軸承運(yùn)行時(shí)的溫度較高，極易發(fā)生變質(zhì)，導(dǎo)致齒輪箱和軸承的磨損，潤(rùn)滑處理系統(tǒng)主要有稀釋濕油和補(bǔ)加干油進(jìn)行潤(rùn)滑的兩種方式，其中運(yùn)行維護(hù)的方法主要是定期采樣化驗(yàn)檢查方法和定期補(bǔ)加潤(rùn)滑油。負(fù)責(zé)運(yùn)行維護(hù)的人員必須結(jié)合風(fēng)力發(fā)電設(shè)備正常運(yùn)行的實(shí)際工作情況，在做好各個(gè)設(shè)備和部件清潔工作的同時(shí)，按照日常所檢查的項(xiàng)目制定與之相應(yīng)的維護(hù)方案和措施，實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)對(duì)比、分析，對(duì)存在異常和故障的設(shè)備，及時(shí)采取措施進(jìn)行規(guī)范性的處理，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來保證維護(hù)工作的可靠落實(shí)。

（二）故障原因的分析、確定與處理

在風(fēng)機(jī)發(fā)電的全過程中，風(fēng)能是否成為不確定的可控因素，風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和溫度是否會(huì)隨之變化，調(diào)速自動(dòng)控制裝置系統(tǒng)是在風(fēng)機(jī)達(dá)到額定的風(fēng)速以時(shí)上對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行的離散式調(diào)速。屬于離散型的是微機(jī)自動(dòng)控制的系統(tǒng)，按照微機(jī)設(shè)計(jì)的程序分別給出不同的指令對(duì)自啟動(dòng)、運(yùn)行中機(jī)組發(fā)生故障的自動(dòng)診斷停機(jī)、過振動(dòng)停機(jī)等的進(jìn)行自動(dòng)控制。離散式故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)的特點(diǎn)是能夠準(zhǔn)確地讀出、調(diào)整設(shè)計(jì)程序和及時(shí)修改設(shè)計(jì)程序，發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的安全性，需要對(duì)其設(shè)定上下限值，如果溫度超過了設(shè)定的溫度上下限值，就要對(duì)機(jī)組進(jìn)行溫度復(fù)位的處理，避免風(fēng)電機(jī)組超負(fù)荷的運(yùn)行。風(fēng)電機(jī)溫度的上限值和復(fù)位的溫度可以設(shè)置，對(duì)于長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)可以持續(xù)的運(yùn)行溫度持續(xù)上升的風(fēng)電機(jī)組，當(dāng)其達(dá)到溫度上限值后則可以關(guān)停溫度的處理，有效的避免風(fēng)電機(jī)溫度上升過高導(dǎo)致燒毀設(shè)備。風(fēng)電機(jī)組通常是沿一個(gè)運(yùn)行方向長(zhǎng)一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，電纜有可能出現(xiàn)卷曲，實(shí)時(shí)觀測(cè)電纜扭曲計(jì)數(shù)器，按照?qǐng)?bào)警數(shù)據(jù)和自動(dòng)解纜裝置來防止電纜出現(xiàn)扭斷或絕緣損壞的故障。

（三）發(fā)電機(jī)組大部件換裝方案

發(fā)電機(jī)組葉片、輪轂、發(fā)電機(jī)等部件損壞無(wú)法修復(fù)的情況下，及時(shí)進(jìn)行部件更換;在更換施工過程中，需要根據(jù)更換部件風(fēng)機(jī)箱變、集電線路、場(chǎng)地面積小等綜合情況，因地制宜且區(qū)別于常規(guī)吊裝作業(yè)，更需要優(yōu)化更換施工方案。

對(duì)于復(fù)雜地形，作業(yè)面狹小，施工難度大的風(fēng)機(jī)機(jī)位設(shè)備更換，象腿工裝結(jié)合吊裝方案可簡(jiǎn)化了安裝工藝，減小作業(yè)面積;其主要由象腿圓筒、象腿、碗足三大部分組成，象腿工裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程如圖所示。

象腿圓筒接口法蘭具有通用性，可以根據(jù)換裝設(shè)備施工要求進(jìn)行選擇，當(dāng)更換作業(yè)場(chǎng)地不足，場(chǎng)地狹小，可有效節(jié)省場(chǎng)地面積，球絞的獨(dú)特結(jié)構(gòu)可形成4°傾角，這種結(jié)構(gòu)可以使碗足極大地適應(yīng)了地面不平度，保證可以有效的防止葉輪組對(duì)過程中葉輪傾倒等危險(xiǎn)情況的發(fā)生，減小換裝施工的占地面積，降低成本，提高工作效率。

四、結(jié)束語(yǔ)

常規(guī)性的維護(hù)檢修項(xiàng)目不能夠完全排除故障和異常，只要我們?cè)诿看蔚木S護(hù)檢修工作中能做到仔細(xì)、認(rèn)真，就能夠起到對(duì)風(fēng)機(jī)各類故障的多發(fā)性、重復(fù)性和易發(fā)性進(jìn)行深入細(xì)致研究分析，并能夠及時(shí)對(duì)故障發(fā)現(xiàn)和處理，提高設(shè)備的利

用率和完好率;只有做到防患于未然，才是我們對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)行與維護(hù)工作的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]武飛. 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)可實(shí)施性措施的研究[J]. 工程技術(shù)（文摘版）：00122-00122.

[2]白文斌. 聯(lián)合動(dòng)力公司風(fēng)電設(shè)備運(yùn)維效率研究與改善[D]. 2019.

作者簡(jiǎn)介：邱永濤（1975-），男，漢族，籍貫：北京，項(xiàng)目總工，助理工程師，本科學(xué)歷，單位：北京京能清潔能源電力股份有限公司北京分公司，研究方向：發(fā)電廠建設(shè)安裝與檢修。