2019年8月21日上午,由東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)主辦的2019中國風(fēng)電葉片運維技術(shù)專題研討會(CWPM2019)在無錫市錦江大酒店隆重開幕。會議期間,龍源(北京)風(fēng)電工程技術(shù)有限公司副總經(jīng)理張博發(fā)表了題為《風(fēng)電葉片深度運維創(chuàng)新與實踐》的精彩演講。
以下為演講實錄:
今天我?guī)怼讹L(fēng)電葉片深度運維創(chuàng)新與實踐》的心得,和大家分享一下。主要從三個方面,第一個是龍源電力的基本情況;第二個是深度運維,包括葉片運維體系、失效分析、智能檢查、維修管理、葉片監(jiān)造等經(jīng)驗;第三個是葉片問題的一些看法,螺栓問題、結(jié)冰以及臟污問題的探討。
簡單介紹龍源電力的基本情況:成立于1953年,現(xiàn)在隸屬于國家能源集團,2005在香港成功上市,被譽為中國新能源第一股。2015年6月份成為全球最大風(fēng)電運營商。現(xiàn)在整個集團是裝機超過12000臺,風(fēng)電總裝機超過18GW,有180個風(fēng)電場?,F(xiàn)在有22個整機制造商,89個機型。一共有27家的葉片制造商,目前有110個型號,而且我們的葉片形式各種各樣,目前運營最長已經(jīng)接近30年,在甘肅運維現(xiàn)場最短葉片僅10.5米,200千瓦的,最長的葉片也已經(jīng)達到73米都有在運行。
我們的深度運維就是我們考慮是從業(yè)主的角度從全產(chǎn)業(yè)鏈對葉片的質(zhì)量進行研究和管控。首先我們從運行維護切入,從失效、損傷、技改、雷擊、結(jié)冰、腐蝕等問題開始研究,通過獨立的失效分析能力、維修評估、智能檢查、標(biāo)準(zhǔn)制定、無損檢測等開展相關(guān)的研究,從這些研究的結(jié)果一直反饋到制造過程,對材料問題、制造缺陷、入廠監(jiān)造和飛行檢查提高設(shè)備的運行安全穩(wěn)定,我們積累了現(xiàn)場的大量的經(jīng)驗和員工的基礎(chǔ),繼續(xù)從制造階段到設(shè)計對設(shè)計端進行提升的指導(dǎo)。同時對于運輸安裝以及報廢進入深度的切入,無論是運輸還是報廢管控的成本是比較高,最后下一步能不能有更好低成本、高效率的手段和大家交流。
從2014年我們參與幾十種葉片的制造分析,也進行了一些統(tǒng)計,失效分析從設(shè)計、制造、運輸、安裝、雷擊全生命周期的問題,我們初步地統(tǒng)計就是制造缺陷應(yīng)該是占了最大的一部分的失效原因,設(shè)計問題和材料問題也是問題非常凸顯,而且這些問題基本上好多都是批量性,從設(shè)計端出現(xiàn)一些問題基本上好多都是無法徹底根除的,所以給風(fēng)電產(chǎn)業(yè)帶來了很大的危害。其中制造缺陷里面最大的一個就是褶皺、粘接不良,還有一些大的芯材的不良維修,設(shè)計端的控制策略的配置、選型、材料問題主要是材料質(zhì)量不達標(biāo),固化材料的問題。這是我們因此的一些失效分析的例子,主要就是褶皺、缺膠、Tg值超限、材料體系不匹配、運輸碰撞、控制邏輯問題、葉片選型錯誤、軸承選型偏于激進、載荷過大…這都是大家遇到的問題。我們與專業(yè)的公司進行了一些溝通也積累了一些經(jīng)驗,Tg值就是我們做出來的實驗不合格。
龍源也是在三個體系方面把控葉片的質(zhì)量,最上面就是集團級的制定標(biāo)準(zhǔn)、然后制定維修管理的一些方案;省級公司主要進行維修的管理和長協(xié)的簽訂;各風(fēng)電廠進行維修執(zhí)行、過程監(jiān)管。這些就是不良維修的形式,各個專家都講過,有一些脫欺,有一些打磨不良的昨天都有介紹,不再贅述。
葉片運營中遇到的大的質(zhì)量問題我們通過四個階段:材料檢測、過程監(jiān)督、產(chǎn)品檢測和出廠檢查對質(zhì)量進行管控。關(guān)鍵結(jié)點就是這四個階段,材料檢測主要是外觀、面密度、固化度、可操作性時間、放熱峰,這都是我們測量的一些儀器;過程監(jiān)管是葉片制造的核心,主要是鋪布、起模、涂膠、合模、打孔;產(chǎn)品檢測就是包括拉伸強度;另外對葉片的出廠檢查也是通過文件審查、涂料缺陷、粘接情況、不見完整度。
我們在檢查方面做了一些探討,現(xiàn)場比較普遍的就是采用望遠鏡、蜘蛛人和小平臺。缺點也是望遠鏡視角不全面、主觀性比較強,我們探頭用高清的攝像機進行連續(xù)的拍攝,能夠采取地面的拍攝這樣可以很大限度進行可控的檢查,而且可以自動地形成葉片的整體的外觀,而且可以自動標(biāo)志出位置,葉尖距自動生成缺陷的主體,但是現(xiàn)在還在進一步積累,然后生成報告。
這是無損檢測。葉片出現(xiàn)裂紋缺陷之后,最后不能等出現(xiàn)缺陷再進行檢測,我們對葉片無損檢測的一些廠家和公司應(yīng)該深入溝通,第一個是超聲波,另外一個是紅外,我們重點評估和實驗一些效果。首先在實驗室如果有效到高空實驗這個效率也不是太高,之前有很多的公司也在進行探索,我們總體來說就是現(xiàn)場的大規(guī)模運用還沒有展開,所以也是希望各位對無損檢測的更高效率的方法進行深入地研究。
這是我們公司開展的風(fēng)電葉片的壽命分析,我們公司目前通過SCADA的數(shù)據(jù),針對這些數(shù)據(jù)進行一些探索,目前來說還是在過程當(dāng)中,針對目前的25個參數(shù)進行分析,這是通過葉片斷裂得到一些征兆。
在雷電防護方面也開展了大量的工作。這是我們的風(fēng)電場雷擊觀測及防雷的技術(shù)研究,通過雷擊接閃過程光學(xué)、電流同步觀測,獲取雷擊接閃放電基礎(chǔ)參數(shù),揭示風(fēng)機雷擊接閃物理機制,優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電機防雷系統(tǒng)設(shè)計。今年我們正在云南和福建開展一些試驗,未來有機會給大家做進一步的分享。
我們對于增功提效開展一些評估,主要是針對用戶,對于葉片評估參與項目包括渦流發(fā)生器、擾流板、格林襟翼、葉根加長、更換長葉片、葉尖加長,在方案審核、過程監(jiān)督、效果評估我們進行深度參與,我們是有一個測試的能力,所以我們可以做一些深度的參與。我們有一個項目就是通過增加側(cè)流塔(音)通過IEC61400-12-1:2005進行測試,我們發(fā)現(xiàn)渦流發(fā)生器的作用有的時候效果不是太明顯,所以能提升多少多少電量得根據(jù)現(xiàn)場的情況。
葉片問題這也是普遍的問題,對于葉片軸承和螺栓斷裂問題也是對于葉片的運行和基礎(chǔ)的安全有很大的危害,如果不能及時發(fā)現(xiàn)螺栓的斷裂就很難保證葉片安全,我們之前也是對螺栓進行很多的探索,到現(xiàn)場進行一兩個月的監(jiān)控,付出了很多的工作量,我們之前也做了很多的探索,但是目前還沒有很好的(解決方案),也希望和在座各位專家進行溝通。
這是結(jié)冰情況。主要的是云南、貴州、黑龍江、湖北、陜西從南到北都有發(fā)現(xiàn)葉片結(jié)冰的情況,發(fā)電量個別損失比較明顯,大家可以看到2018年12月份損失比重占了很多。然后我們對結(jié)冰涂料也進行了測試跟蹤,基于實驗室測試效果很好,但是拿到現(xiàn)場覺得效果還是有待進一步提升的。
我們對于葉片的臟污也進行了對應(yīng)的研究。大家能明白這個曲線是什么意思嗎,我們深入分析葉片臟污了之后經(jīng)過大雨之后有明顯的提升,所以臟污對于葉片和發(fā)電量會有很大的影響,個別的對于葉片、葉型是特別敏感的,所以我們渦流發(fā)生器對它的影響這也不是普遍性,也需要進行探索。
最后分享一下葉片的前緣腐蝕。昨天專家分享了很多,我們做了自己的一些技改,比較明顯的腐蝕嚴重就是在沿海區(qū)域和風(fēng)沙比較大的區(qū)域出現(xiàn)腐蝕比較嚴重的,主要還是降水量、空氣密度和空氣濕度相關(guān)以及沙塵。如果加了前緣保護確實能夠加強保護程度。我們有一個例子,這個葉片就是做完了前緣的輔助之后,不到三個月就裂了,也就是說涂裝的施工的工藝也是非常重要,希望大家在今后能夠注意。
這就是我的分享,謝謝大家。
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