風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障及維護(hù)策略

郭興俊

摘要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)是風(fēng)電場穩(wěn)定運(yùn)行不可缺少的設(shè)備。為保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，做好風(fēng)力發(fā)電機(jī)定期維護(hù)工作非常必要。闡述目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要運(yùn)行故障以及維護(hù)工作中的不足之處，提出風(fēng)力發(fā)電機(jī)維護(hù)工作開展的具體策略，建立完善的風(fēng)力發(fā)電機(jī)維護(hù)體系，保證風(fēng)電場工作穩(wěn)定開展。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī);風(fēng)電場;維護(hù)

引言

近年來，中國風(fēng)電場的數(shù)量逐漸增加。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是關(guān)系到風(fēng)電場生產(chǎn)率和效率的重要設(shè)備。如果不能及時有效地解決風(fēng)電機(jī)組存在的問題，不僅是巨大的損失，也是風(fēng)電場巨大的安全隱患。因此，目前風(fēng)電場逐步重視風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)，初步建立了風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)體系，定期開展風(fēng)電機(jī)組的線路維護(hù)、程序測試、儀表調(diào)試等維護(hù)工作。總體而言，風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)已初步成為一個系統(tǒng)，并發(fā)揮著明顯的作用。然而，從當(dāng)?shù)氐慕嵌葋砜矗L(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)還不成熟。例如，風(fēng)電機(jī)組的故障維修不全面，不能及時有效地解決故障等問題，給風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行帶來巨大的安全隱患，嚴(yán)重影響風(fēng)電場的工作效率。

1風(fēng)電機(jī)組故障特征

風(fēng)力渦輪機(jī)的使用壽命一般為20～25年。大多數(shù)風(fēng)力渦輪機(jī)安裝在草原和牧區(qū)、高原地區(qū)、沿海島嶼、山區(qū)和其他地區(qū)。這些地區(qū)的自然環(huán)境非常惡劣。風(fēng)電機(jī)組長期在粉塵、低溫、冰雪、雷電、風(fēng)暴等惡劣環(huán)境中工作，負(fù)荷和風(fēng)速對其的影響使機(jī)組的實(shí)際工況極其復(fù)雜，在實(shí)際使用壽命內(nèi)容易造成風(fēng)電機(jī)組相關(guān)部件的損壞和故障。小的風(fēng)機(jī)故障導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)，失去風(fēng)電場發(fā)電能力;大型故障會損壞大型部件（如發(fā)電機(jī)、齒輪箱、軸承、葉片等）。

一旦大型部件損壞，大型部件的更換、運(yùn)輸、吊裝和長期停機(jī)將給風(fēng)機(jī)制造商和風(fēng)電場造成巨大損失。由于風(fēng)電機(jī)組高度一般在70～90m之間，機(jī)組內(nèi)有大量的機(jī)電部件、油脂等化學(xué)藥劑。大規(guī)模故障甚至可能導(dǎo)致火災(zāi)、觸電、機(jī)械傷害和人員墜落等人身傷害，甚至死亡。

如果風(fēng)電機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)故障，不僅會增加維護(hù)工作量，而且最嚴(yán)重的是機(jī)組在達(dá)到使用壽命前就會報(bào)廢。風(fēng)電場機(jī)組的分布范圍通常較大，一旦發(fā)生故障不容易及時發(fā)現(xiàn)，維護(hù)也很困難，這將增加維護(hù)成本。

為了提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和安全性，應(yīng)盡可能降低機(jī)組故障的發(fā)生率。我們應(yīng)該對機(jī)組故障的基本情況、發(fā)展趨勢、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其主要問題進(jìn)行全面研究，找出潛在規(guī)律，采取有效措施減少或預(yù)防故障的發(fā)生。

2風(fēng)力發(fā)電機(jī)維護(hù)工作現(xiàn)狀分析

2.1運(yùn)行維護(hù)體系不完善，運(yùn)維工作混亂無秩序

（1）多數(shù)風(fēng)電場沒有標(biāo)準(zhǔn)化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)制度，相關(guān)運(yùn)行維護(hù)工作人員無法根據(jù)有效的制度，規(guī)范化開展運(yùn)維工作，風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時，無法及時發(fā)現(xiàn)并得到有效解決。

（2）運(yùn)行維護(hù)工作秩序混亂，風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)維工作人員開展運(yùn)行維護(hù)工作時，流程不明，秩序混亂，缺乏完善的工作記錄，后期也沒有相應(yīng)監(jiān)管措施，導(dǎo)致部分構(gòu)件運(yùn)行維護(hù)工作重復(fù)進(jìn)行，部分構(gòu)件完全沒有開展相關(guān)維護(hù)工作，嚴(yán)重影響效率。

（3）風(fēng)電場管理層觀念不足，在日常工作中對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)工作缺乏足夠重視，更加側(cè)重于生產(chǎn)活動。

2.2運(yùn)行維護(hù)工作人員專業(yè)性不足

（1）意識不足。沒有重視運(yùn)維工作，在工作過程中運(yùn)維操作不規(guī)范，部分工作人員甚至態(tài)度不端，很多存在故障的風(fēng)力發(fā)電機(jī)部件沒有及時檢修，增加后期使用危險(xiǎn)性。

（2）專業(yè)能力不足。風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行較為復(fù)雜，其維修養(yǎng)護(hù)工作極其考驗(yàn)運(yùn)行維護(hù)人員的技術(shù)水平，以便能夠“穩(wěn)準(zhǔn)狠”地發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的部件故障，分析故障原因，制定對應(yīng)的合理維修策略。但是，部分從事風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)工作的人員專業(yè)水平不足，不能及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障，不能找到故障原因，更不能提出對應(yīng)解決策略。例如，線路老化、變壓器故障的檢修以及養(yǎng)護(hù)工作，一些水平不足的運(yùn)行維護(hù)人員不能有效解決，影響后期使用，增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全隱患。另外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障檢測與維修工作除了需要高超的技術(shù)能力之外，還需要嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，即多次細(xì)致規(guī)范化檢測以及結(jié)果分析對比，才能提高故障維修效率。部分高技術(shù)水平的運(yùn)行工作人員缺乏嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度，也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的原因之一。

3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組維護(hù)策略

目前大多風(fēng)電場還是采用故障事后檢修的維護(hù)方式。故障事后檢修是指風(fēng)電機(jī)組在發(fā)生故障或其他失效后進(jìn)行的檢查、隔離和修理等非計(jì)劃的維護(hù)方式。該維護(hù)方式修理過程中一般需更換較多零部件，由于故障突發(fā)，事先準(zhǔn)備不足，需更換的零部件不一定有備件，因此而產(chǎn)生的備件運(yùn)輸費(fèi)用和運(yùn)輸時間，更換損壞的零部件可能需要使用的專用吊裝設(shè)備，都會耗費(fèi)大量的時間和較高的成本，直接影響風(fēng)電場的發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)效益。

3.1定期維護(hù)基礎(chǔ)計(jì)劃

大部分的風(fēng)電場定期維護(hù)策略，是依據(jù)機(jī)組制造商提供的維護(hù)清單制定機(jī)組定期維護(hù)計(jì)劃，該維護(hù)計(jì)劃是機(jī)組維護(hù)的基礎(chǔ)維護(hù)。風(fēng)電場工作人員按照維護(hù)計(jì)劃規(guī)定的維護(hù)周期完成所有要求的維護(hù)項(xiàng)目，將風(fēng)電機(jī)組的故障和損壞減小到最少。維護(hù)工作內(nèi)容主要包括葉輪、發(fā)電機(jī)、塔架、機(jī)艙、控制系統(tǒng)、軸承、液壓潤滑系統(tǒng)和在線振動監(jiān)測系統(tǒng)等的維護(hù)。

3.2定期維護(hù)計(jì)劃定制化設(shè)計(jì)

目前90%的風(fēng)電場是根據(jù)機(jī)組制造商提供的維護(hù)清單制定機(jī)組定期維護(hù)計(jì)劃，但機(jī)組制造商維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏針對性，定期維護(hù)工作時間長，人力、物力投入大，由于機(jī)組工況不均衡，經(jīng)常出現(xiàn)過度維護(hù)或欠維護(hù)的情況，造成人員浪費(fèi)和發(fā)電量的損失。

4結(jié)語

作為新興產(chǎn)業(yè)其建成后能否可靠運(yùn)行，并持續(xù)良好健康的發(fā)展取決于海上風(fēng)電場后期運(yùn)行維護(hù)管理的水平。就定期檢修、狀態(tài)檢修、故障檢修及技術(shù)改造4種檢修模式在海上風(fēng)電機(jī)組管理中各自發(fā)揮的作用和重要性占比進(jìn)行分析;定期檢修是風(fēng)電機(jī)組長期可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)性保障，狀態(tài)檢修是預(yù)判問題病提前解決的維護(hù)方法最優(yōu)解，故障檢修是問題出現(xiàn)后的最終補(bǔ)救措施，是堵漏的最后一道防火墻，技術(shù)改造提升部件和系統(tǒng)可靠性是解決問題降低維護(hù)頻率的根本。

參考文獻(xiàn)

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