第一篇:中电投东北新能源发展有限公司风电机组检修维护工作总结
中电投东北新能源发展有限公司风电机组检修维护工作总结
中电投东北新能源发展有限公司隶属于中国电力投资集团公司,成立于2008年1月,在集团公司和东北公司的正确领导下,经过三年多的发展,目前有北票北塔子、大连驼山、赤峰亿合公和煤窑山四个风电厂投产发电,装机台数229台,运行容量29.74万千瓦,资产总额20.8亿元。我公司在风电厂运行维护等方面的一些经验和体会汇报如下:
一、夯实安全生产基础 积极推行标准化作业 由于风电行业规模发展时间较短,各项标准相对不够完善,而且风电厂存在地理位置偏僻、机组分散、运行环境恶劣等不利因素,使风电机组检修维护作业存在很多困难。为此,我们也在积极探索和实践适用于风电厂的检修维护模式和管理方法。首先,我们从建章立制做起,编制并修订了符合风电厂特点的21项安全管理制度和27项生产管理制度,制定了风电厂防雷、防汛、防暴风雪等安全生产应急预案和反事故措施。其次,做好风电厂安全生产基础管理工作。认真贯彻落实安全生产管理的各项要求,完善安全生产监督体系和保障体系。同时,参照中电投东北公司下发的《火电机组检修标准化管理办法》,严格执行风电厂检修项目计划,提前做好检修的各项准备工作,认真执行检修文件包制度,严格执行风机半年检和全年检的项目清单,为提高风机设备维护、健康水平奠定基础。
二、加强风机运行指标分析和维护消缺管理 通过对发电量、可利用率、平均风速等统计指标的统计分析,并把风机频发的故障作为分析的重点,逐步积累风机运行维护经验。其中,发电量的多少是衡量经济效益的主要指标,影响发电量的因素主要包括风资源情况、机组性能情况、电网情况等多种因素,风资源情况是最主要因素,但是一经选址,一个风场的风资源状况就将在一定时期内保持稳定,这就使得机组性能、机组可利用率、风电场运行维护水平成了决定一个风电场出力的主要因素。
1.各风厂年利用小时指标 2010年,北塔子风电厂利用小时为2409小时,亿合公风电厂利用小时为2432小时,驼山风电厂利用小时为2434小时,煤窑山风电厂利用小时为497小时。
2.年度发电量指标分析(以北塔子风电厂为例)
2009年11-2010年10月份月度发电量统计图表由上图可以看出北塔子风电厂2009年11月和12月以及2010年1月份的发电量较多,都接近或者超过1200万度,原因之一是风厂每年的11、12月份以及来年的1月份是秋、冬季大风期,风力比较大,每月大风天数相比较其它几个月份也要多,所以发电量自然较多。原因之二是11、12月天气比较冷,空气密度大,风速一定的情况下发电量较多。原因三是11,12月以及10年1月基本没有定检定修任务耽误发电量,所以发电量较多。由发电量统计图我们还可以看出,2010年2月份的发电量相对来说较少,原因是辽西的2月份已经进入深冬,气温虽然很低,但是风力较小,大风天气也较少,等到3月份的时候气温上升,开始换季,这个时候风力才重新上去了。从4月份开始各月份的发电量开始减少,原因是项目现场大风期已过,而且5月下旬开始变桨柜支架改造和全年检修影响了部分发电量。
7、8月份则降到最低,夏天枯风季节,风机的发电量较少。
3.可利用率指标分析机组的可利用率是反映机组日常运行情况和维护工作完成情况的最基本的体现,它的高低基本不受风电厂外部气候环境条件影响,在客观上反映机组的真实运行情况。2010年风机可利用率指标为:北塔子风电厂:机组可利用率计划完成97%,实际完成值为97.45%,比计划值高0.45%。亿合公风电厂:机组可利用率计划完成97%,实际完成值为93.67%,比计划值低3.33%,主要原因为风机定检和变桨系统改造影响。驼山风电厂:机组可利用率计划完成97%,实际完成值为94.76%,比计划值低2.24%,主要原因为年初机组调试、消缺影响。下面我们以北塔子风厂2009年11月-2010年10月机组的可利用
率情况进行分析。
由图可以看出,全年可利用率都较高,都超过了96%,这与现场维护人员处理故障及时、备件按时到货是分不开的,但是仍然有几个月份可利用率偏低,原因分析如下: 8月可利用率偏低,主要原因在于:一方面2月份机组连续发生了几起螺栓断裂事故,因为取断裂螺栓是一个比较耗时的工作,所以影响了风机的可利用率;另一方面3月份可利用率低的主要原因是:3月13日3号集电线路的通讯交换机损坏,因为故障发生在晚上加上现场人员缺乏处理通讯故障的经验,导致延误了故障处理的时间,造成可利用率较低。5、6、7三个月份的可利用率较低的原因是:一方面这三个月份项目现场在进行全年检修和变桨柜支架改造,工作时间比较长影响了机组的可利用率;另一方面夏季雷雨天气比较多,影响了风机故障的及时处理。
三、通过备件消耗分析 强化备品管理 1.大型零部件更换分析(以大连驼山风电厂为例)大连驼山风电厂大型零部件更换统计表
比例图:
大型零部件更换分析:根据更换的大部件及结果来看,变桨电机和伺服驱动器、滑环更换较多。其他大部件更换较少。
(1)变桨电机更换数量较多,共10台,此故障主要是LM叶片胶粒较多,LUST变桨系统内的4K5继电器由于胶粒卡住继电器,致变桨电机一直处于刹车状态运转,最终导致其坏掉。
(2)滑环更换频率较高,对机组的影响比较大,机组主要是报41号子站总线故障,导致变桨通讯不通,怀疑滑环质量存在一定问题,因此更换频率较高,这样一来对机组的可利用率造成了一定的影响。
(3)伺服驱动器更换较多,主要原因是LUST变桨系统的散热效果不够好,伺服驱动器常常因为其散热风扇坏掉导致其报过温故障,其原因有二,一方面是胶粒卡死风扇,另一方面伺服驱动器的本身存在一定问题。这样一来致机组频频报此故障。备品备件分析
大连驼山风电厂备品备件消耗统计表
3.做好下一阶段备件消耗量预测根据以往备件消耗情况和机组的健康状况做备件的预测,大部件的预测可以根据每台机组的运行情况分别预测后汇总统计。消耗量预测信息表
四、几种典型故障的处理(金风1500型直驱机组)
1.变流器超温问题的处理:将Switch变流器网侧额定线电压调至707V左右,网侧线电压在700V以下,进一步降低并网电流,降低变流器升温;将所有Switch变流器网侧逆变单元(1U1)的开关调制频率从3.6HZ降至3.0HZ;检查水冷系统的户外散热器是否存在堵塞现象,如发现需及时进行清理,同时将户外散热器使用的旧式密封性防盗房更换为钢丝网防盗装置;检查运行机组水冷压力,缺水状态机组及时补水,避免因流量不足造成过温。
2.液压油位低故障:故障分析:液压油位过低;油位计的常开辅助触点故障;信号贿赂的接线故障。处理措施及结果:
(1)液压油位过低:此情况下应认真检查各个液压油路,和轮毂内的叶尖油管,液压缸和四通接头等部位,找出漏油点,进行有效处理,并重新加注液压油。
(2)油位计的常开辅助触点故障:油位计的辅助触点接触不实,可更换液压油位计三.信号贿赂的接线故障;信号回路接线松动或者脱落,导致24V反馈信号丢失,此情况下,可以通过测量回路各个接点的电压情况来找断电情况。
3.PLC死机、PLC通讯故障、FTP无法登陆现象的处理措施:检查1.5MW机组的防火墙是否启用,信任IP地址是否设置;当出现FTP无法访问、PLC死机及PLC通讯故障时,按照说明进行操作;在PLC中添加A***ogger工具软件。当出现FTP无法登陆和PLC死机、通讯故障时第一时间拷贝记录文件。
4.超级电容故障:故障分析:
(1)超级电容本身坏掉;(2)超级电容快容坏掉;(3)三相电力测量模块坏掉;(4)直流充电器及其回路坏掉。处理措施及结果:(1)用万用表电容柜上面四组超级电容电压,发现超级电容电压正常,超级电容没有问题。(2)检测KL3403-0010端子的电压发现电压正常,确定目前电压检测没有问题。(3)用万用表检测直流充电电源的输入于输出,AC500没有问题。(4)采用制表法对故障B文件进行绘图会发现如下图所示的状态,很容易看出来电压有明显的跌落。可以判断三相电力测量模块出现问题,更换此模块后机组恢复正常运转。超级电容故障分析图
5.变桨位置比较故障:故障分析:(1)冗余旋转编码器齿轮打滑,未连接紧固;(2)冗余旋转编码器内部电路损坏,线路接触不实。处理措施及结果:(1)检查冗余旋转编码器的齿轮,检查是否松动打滑;(2)打开旋转编码器检查接线,检查是否有松动现象;(3)通过电脑利用表格对故障的位置进行绘图发现数据有跳变,若有则更换冗余旋转编码器后,机组恢复正常运转。
五、积极探索风电厂技术监督工作思路 在技术监督方面,我们健全了各项技术管理规章制度,建立了技术监督网络,并按技术监督规程的要求编制技术监督工作计划,积极与电科院进行沟通,积极探讨适用于风电厂技术监督工作的管理模式,各风厂已经定期开展了主变绝缘油色谱分析等日常监督工作,有效保证设备安全稳定运行。
六、存在的主要问题与解决措施近期,国内风电企业因主机质量问题引起的事故时有发生,甚至发生风机起火、倒塌事故。比较国外风电机组的运行经验,兆瓦级以上机组发生故障比例最高的时期是安装后第二年和第三年,质保期结束后的运行维护工作将面临严峻考验。
七、优化设计,选用成熟新技术,有效降低风电造价 今年我公司在北票二期项目中,经过反复论证和调研,确定采用梁板式预应力锚栓基础和反向平衡法兰技术,此项技术已在其它集团风电项目中成熟应用,虽对基础施工的施工工艺将更加严格,但通过与传统基础的技术经济比较,每基基础可节约投资6万元左右,仅此一项就可降低造价200万元。同时,为降低征地成本,集电主干线路采用同塔双回设计,由原来传统的每条线路11台风机,改为16台加17台双线设计,即有效减少了集电线路与风场道路的交叉冲突,又有效降低了征地和材料成本。
第二篇:中电投东北新能源发展有限公司
中电投东北新能源发展有限公司
赤峰煤窑山风电场一期工程建设工程监理招标
投标人资格预审公告
中国电能成套设备有限公司受招标人委托,将对赤峰煤窑山风电场一期工程建设工程监理招标进行公开招标,现发布投标人资格预审公告。
一、项目基本情况
招标人:中电投东北新能源发展有限公司
设计单位:辽宁省电力勘测设计院
招标代理机构:中国电能成套设备有限公司
项目地点:内蒙古赤峰市煤窑山
项目资金来源:业主注册本金和银行贷款
项目整体进度:工程装机容量约50MW,安装64台780kW风电机组。计划2009年底并网发电。
二、本次招标标段情况一览表
三、投标人资格要求
(一)基本资格要求
1.投标人应具有独立订立合同的法人资格;
2.具有完善的质量管理体系,必须持有国家认定资质机构颁发的ISO9001认证证书或等同的质量管理体系认证证书;
3.近五年内,投标人应具有与本工程项目招标标的相类似的业绩;
4.最近三年内没有发生骗取中标、严重违约等不良行为;
5.没有处于被责令停业,财产被接管、冻结及破产状态; 6.经营状况良好,连续两年以上盈利。
(二)专项资格要求
四、资格审查文件
提交的资格审查文件必须包括但不限于以下内容:
(一)基本文件 1.法定代表人授权书;
2.《申请资格预审单位登记表》纸质文件及电子文件(格式见附件);
3.营业执照副本复印件;4.税务登记证复印件;5.质量认证证书复印件;
6.经会计事务所审计近三年的财务报告复印件;7.银行资信证明复印件。8.企业简介。
(二)专项文件(根据专项资格要求)
1.与招标标的相同或类似的业绩汇总及用户单位(省份、单位名称、具体地址)、联系方式(联系人、手机、固定电话);
2.资质证书复印件;
3.特殊人员资格证书复印件;4.企业荣誉证书复印件。
五、资格审查文件的递交与资格审查申请
(一)资格审查文件的递交
资格审查文件采用邮寄递交,在2009年4月18日之前(以接收地邮戳时间为准,逾期的资格审查文件概不接受)
将全部资格审查文件纸制部分(一正两副)和电子文档(一份)一同邮寄到指定接收地址:
单位名称: 中电投东北新能源发展有限公司 联系人:万婷电话:024-2310362
5E-mail: wanting@cpinedc.com
通讯地址:沈阳市浑南高新技术开发区新果街3-1号 邮编:110179
(二)资格审查的申请
接受资格审查申请的时间:2009年4月14日-4月18日,上午9:00-11:30,下午13:00-16:30。
申请方式:将《申请资格预审单位登记表》填写后,传真至:
单位名称:中国电能成套设备有限公司 联系人:付强 传真:010-51965530
电话:010-51965521***(手机)
(三)资格预审的费用:
每个投标人资格预审的费用为伍佰元人民币(不接受个人汇款)
请将费用汇到以下帐号:
单位名称:中国电能成套设备有限公司
开户银行:北京工商银行六铺炕分理处 帐号:***0374
六、其它
(1)未通过资格审查的单位将不能购买招标文件和参加投标,发生的一切费用和后果自负。
(2)无论是否通过资格审查,提交的资格审查文件(除必要原件外)均不予退还。
(3)资格预审结果将于资格审查结束后七个工作日内在中国采购与招标网(.cn)和中国电力设备信息网()公开发布。
二〇〇九年四月十四日
附件:《申请资格预审单位登记表》
第三篇:某风电场风电机组定期检修工作总结
S48/750风机半年检修工作总结
按照公司制定的检修规程的计划要求,某某风机检修班于2015年9月28日-10月18日进行某某风电场2015一期风机半年检修工作。这是某某风机检修班第四年独立检修一期S48/750风机。检修班组在检修之前,首先将安全作业做为头等大事来抓,坚持“安全第一,预防为主”的原则,深入开展安全教育学习,保障人身和设备的绝对安全。并认真学习检修方案中的安全组织技术措施,实行小组分工,将各项工作落实到人,实行责任制,建立分工明细表,细化检修的各项环节。还根据本年及往年的风机运行状态和检修实际情况,对风力机组进行综合评估,确定检修的增加项目,检修前夕检修班组密集召开会议,商讨检修最优方案,根据风机现阶段存在的缺陷,着重解决风力发电机组最实际问题,消除隐患,预防设备事故发生。在公司各级领导和风电场关怀及风机检修班成员共同的努力和运行班组的支持下,本着保证质量完成既定任务,消除设备缺陷、使风机能够安全高效运行为目的,顺利的完成了一期66台风机20155半检修工作。检修工作中,检修班检修登高432余人次,处理故障登高20余人次,检修66台风机,未发生一起安全事故,并且保质保量的完成了检修计划。机组在例行检修后运行正常,机组故障率显著下降,风机一直处于高利用率水平。风机经检修后运行良好,故障明显下降,有效的提高了风机的可利用率,现将本次工作情况做以下总结。
一、风机半年检的主要工作
在半年检修工作中,严格按照某某风电场S48/750风机安全规程及风机检修规程执行,参考金风科技有限公司风机技术部门提供的半年检修清单的要求,根据现场风机实际情况作出部分调整,得出符
合我风电场风机检修清单的要求,半年检修主要工作是对风机进行保养润滑,检查风机的缺陷并进行修正、消缺,并对风机进行预防性的检查。按规定对每台风机分别对主轴、发电机、偏航轴承、偏航齿轮加注油脂;高速闸片磨损检查,发现闸片磨损超差的进行更换;对偏航电缆检查,解缆调整;检查防雷接地装置,更换碳刷、卡簧;出机舱检查轮毂、叶片,并补漆;检查液压系统,渗漏情况,并根据班组要求对部分风机做了对中工作;齿轮箱外观检查渗漏情况;机舱清洁;塔筒内的电缆夹板检查紧固;爬梯安全装置检查紧固;加装一二平台插座;检查风向标S极是否正对机头。风速仪风向标有无松动;偏航系统检查、偏航电机有异常声响进行调整,偏航刹车盘清理;偏航刹车片挡块固定螺栓有无松动,电容柜检查等工作。通过这次半年检修,风机的故障明显下降,提高了风机的可利用率。
在这次检修中也发现了一些以前从未遇见到的问题,大家能够积极的思考,想办法进行处理和修复。例如:313风机的偏航计数器故障,大家通过参阅维护手册学习和以往典型故障的分析,现场拍照记录接线方式等方法第一次自行完成了32芯线的备用线倒换工作;在对514风机的偏航系统检查中发现了偏航小齿轮断齿的故障,大家集思共想共同确定拆卸、更换安装方案,使用自制的工装,克服了在狭小空间内更换大体积、大重量零件的困难,安全顺利把偏航小齿轮进行了更换,恢复了风机正常运行。
二、风机检修班组人员得到锻炼
全体检修人员能吃苦耐劳,不怕脏、不怕累,服从安排,做好本职工作,员工们能够起到积极的带头作用,每位员工都有对工作的积极态度如许育同志在参加风电场组织的篮球比赛时把脚扭伤了,他只休息4天就主动提出继续参加检修工作,班组领导能够主动克服一些自身的困难,执行工作安排放弃休假,带领班组员工努力把工作做好。每位小组成员都能够积极主动的工作、学习,及时对每台风机的缺陷
和消耗的物资进行记录。特别是一些脏活、累活都抢着干。检修人员每天在做半年检的同时,对风机出现的故障及时地进行处理,有时连续工作十余小时,在近21天内每人每天平均攀爬风机3到4次,付出相当大的体力,做了大量的工作,完成了机组的检修任务,同时在半年检修过程中也提高了发现故障和处理故障的能力,整个团队都得到了锻炼和提高。
总结:风机检修班连续四年独立完成风机检修工作,通过历次检修积累的经验和不足,虽然检修班整体技术力量同去年相比已经有了不小提高,目前班组仍处于学习型的班组,班组计划性的开展学习工作,通过组织学习提高班组整体技术力量,培养班组成员善于发现问题并能解决的能力。检修工作中还有一些暂时不能完成的工作,为此检修班会查阅资料,咨询风机厂家得出具体的行之有效的解决方案,风机检修工作虽然很辛苦,时有挑战恶劣的气候和个人的意志,检修班成员会克服困难保证机组正常运行,时时待命,力争每一度电,并为下一年的检修工作时刻准备。
某某风电场检修班
二〇一五年十一月九日
第四篇:风电检修工作总结
风机检修员工作总结
时间一晃而过,转眼间到公司三年多了,伴随着公司的飞速发展我也在不断的进步着,因为我知道只有不断的学习,不断的完善自己的水平,才能从公司脱颖而出,成为一名合格的检修工人,综合自己三年来的工作,作出如下总结。
一、通过培训学习和日常工作积累使我对公司有了一定的认识。风力发电是最近几年的新兴产业,没有成熟的管理的运行经验,只有在不断的工作和学习当中积累、总结,才能更好的完成风机的日常维护检修任务和变电站的工作,才能最大限度的完成公司下达的各项指标。只有不断的总结才能不断的提高自己的专业技能,才能成为公司的骨干力量。
二、遵守各项公司的规章制度,认真工作,使自己个人素养不断得到提高。爱岗敬业、恪尽职守的职业道德素质是每一项工作顺利开展并最终取得成功的保障。在这三年的时间里,我能遵守公司的各项规章制度,兢兢业业做好本职业工作,诚信待人,踏实做事,服从领导安排,在班组遇到班组缺少人员时坚持在本职岗位上,努力工作,克服自身困难,认真仔细的巡检,不放过现场任何一个细小的设备缺陷。始终以积极进取的心态对待工作。用满腔热情积极、认真地完成好每一项任务,认真履行岗位职责,平时生活中团结同事、不断提升自己的团队协作精神。一本《少有人走的路》让我有了一种积极豁达的心态、一种良好的习惯。这本书让我对自己的人生有了进一步的认识,渴望突破的我,将会在以后的工作和生活中时时刻刻勉励自
己,以便在自己以后的人生道路越走越精彩。
三年来我最大的收获不是学习多少专业技能和知识。而是,思想观念的转变。在三年的工作实践中,自己深深认识到,只有政治上的坚定和思想上的清醒,才能保持良好的工作作风和忠于职守、爱岗敬业的勤奋精神。因此在平时的工作和生活中,自己更注重不断地补充自己,提高自己的政治和理论素养。一是抓好学习,尤其是理论学习,用正确的理论来指导工作,在学习中,自己一方面按照规定的学习制度参加集体学习,记好学习笔记和心得体会,还利用工作和业余时间抓好自学,注意拓宽学习面,提高自己的综合知识水平。另一方面就是要注重实践。毕竟说的好不如做的好是古人教给我们的人生哲理。在每一次工作中,我都会严格要求自己要不畏辛苦,不怕困难,勇于钻研,让学习和实践切实地得到结合,让自己的思想觉悟真正地得到提高。
三、认真学习岗位职能,工作能力得到了一定的提高。根据目前工作分工,我的主要工作任务是:协助班长做好风电机组日常的检修工作。通过长期以来的工作,使我认识到一个称职的检修人员应当具有精湛的技术技能、较强的组织协调能力、灵活的处理问题能力和丰富的专业知识。若说“技术”比作“智商”的话,那么“能力”就可比作“情商”,运行、检修亦是如此,智商高就不见得情商高,因为技术是死的,能力是活的。工作三年的经验告诉我只有做到活学活用,才能更好地干好工作。
虽然来公司三年多,也可以称的上一个老员工了,但对工作的规划尚未形成。随着对风电场风电机组检修工作的进一步掌握,我会不断提高自己的工作水平和工作效率。“业精于勤而荒于嬉”,在以后的工作中我要不断学习专业知识,通过多看、多问、多学、多练来不断的提高自己的各项业务技能。我将坚持不懈地努力学习电气知识,并用于指导实践。在今后工作中,要努力当好班长的左膀右臂,把自己的工作创造性做好做扎实,为风电场的发展贡献自己的力量。人生经验的积累需要一个人用一生的时间践行,工作经验的积累需要在工作中细致入微,明察秋毫,从小细节入手,进行发散性的思考,不断积累,不断总结,充分丰富自己的工作经验。在工作中我充分认识到自己应该发挥什么样的作用,并且努力践行。立足于本职工作,努力提升自己。
总而言之我会更加的努力学习专业知识,在未来的日子里我还为自己制定了新的目标,那就是要加紧学习,更好的充实自己,以饱满的精神状态来迎接新时期的挑战。明天会有更多的机遇和挑战在等着我。要着眼于大局,着眼于今后的发展。我也会向其它同事学习,取长补短,相互交流好的工作经验,共同进步,争取更好的工作成绩,为公司又好又快的发展增砖添瓦。
第五篇:风电机组:设计之初即考虑日后的维护事宜
风电机组:设计之初即考虑日后的维护事宜
由于非常规维修费用正在对电力企业的成本底线形成冲击,因而风电设备制造商们开始在机组的设计阶段就对日后的维修事项进行考虑。
风电技术早已不再是孵化阶段的能源技术。作为可再生能源的应用技术,风电现在已经发展成熟,而且正逐渐成为一种普遍应用的常规能源。据美国风电协会(AWEA)称,截至2006年底全世界的风电装机容量已经突破7400万千瓦。其中一部分风电设备已在商业用途下运行了十年以上。在此期间,风电制造商们积累了很多关于风电系统维护的经验,并开始在对风电机组和电机的设计初期就着手考虑后期维护的各项需要。
风电设备的维护费用通常低于其他常规发电设备,在这个方面,风电具有更胜一筹的经济竞争力。一般情况下,风电设备每年会进行两次检修,每次历时12至18小时。如无意外,在检修期内的同一时间点上,只有少部分风电机组会停止运行接受维护。仅在对“变电站”进行维护的时候,才会让所有的风电机组停机下线,这类操作每次历时12小时,并且只在每年两次的用电低谷期才会执行。
风电设备的定期维护费用相对较低,然而非计划内的损坏和维修却不是这么回事。至今为止,风电原始设备制造商(OEM)已经因为质保条款的规定而为机器维护和修理而背负了沉重的负担。在过去的几年里,这一负担在某种程度上开始向电站运营方倾斜。
2007年3月在拉斯维加斯举行的可再生能源与燃料会议上,Clipper风电公司的高级副总裁Bob Gates声称:“在使用年限上,首批投运的大容量(超过1MW)的风电机组正纷纷超过它们的维护/质保期限。”他还说:“在很多情况下,越来越多的除了原始设备制造商以外的机构都被牵涉到风电维护事项中。” 风电机组的设计使用年限为20年,而质保期仅仅是这20年的前2年,最多5年。Gates说,拥有电厂维护经验的用户往往会选择较短的质保期,为此他们可以节省购买时的花费,但是相应地,他们也必须更早地承担起维修的风险。另外一些用户,例如金融投资机构,可能会选择他们所能获得的最长质保期,这意味着他们在前期付给设备制造商更多的费用,而后者会承担更多的维修风险。非计划维护成本并未阻碍风电的发展势头,但是却影响了企业的账本底线。Gates在他名为《在改进的财务结算系统中考察维护费用》的报告中指出,非计划的维修已经“在质保期内降低了风电机组制造商的利润。现在的维护成本已对制造商形成震动,而在不久的将来势必波及电厂用户。”Gates指出,非预期的维护会对企业的内部利润率(IRR)造成负面影响。
显然,避免造成非预期维修的费用是企业保持其内部利润率(IRR)的最佳方法。很多制造商正基于历年来的维修经验对风电机组采用改良的优化设计。原始设备制造商们(OEM)纷纷致力于降低非计划维护成本,为了达到这一目标,他们在设计之初就开始考虑到日后维护的需求。
零部件故障及其解决方案
发电机与变速箱的改造重建组成了风电机组的最主要的两项维修费用。除了更换零部件的费用,最主要的开支被用于获得并运输在修理风电机组时必须使用的大型起重机。除了起重机相关的实际成本与零件采购成本,将起重机运至施工现场通常需要耗费大量时间,这将导致工期延误和附加的收入耗费。
为了提高风电设备的发电性能,制造商不断改进风电机组的电学架构。为了在多变的能量输入条件下提供恒定60Hz的输出,大型透平(超过1MW)普遍采用了一种叫做“变速定频(VSCF)”的技术。该技术诞生于二十世纪九十年代,但是其应用受到当时的固态电闸技术的限制。该技术的一个未能预见的负面效果是可能导致电机转子内部发生漏电。由于有电流通过电机轴承流向地面,轴承处产生的电弧会导致电机损坏失效。
为了解决上述问题,风电机组制造商正致力于研发简单有效的VSCF系统。一些制造商在他们的新型机组上使用了恒磁电机以消除转子内的电流,从而进一步消除感生电弧带来的伤害。这些新型的控制/转换设计得益于现今的固体技术,后者与上世纪九十年代的固体技术相比已不可同日而语。不仅如此,这些控制/转换设备包含更少的组件,意味着更少的损坏和维修,这使得设计过程得以“简化并且更加可靠。
在风电机组不断增大扩容的过程中,变速箱的可靠性受到了更多的挑战。作为Brad Foote传动机械厂的总工程师以及《传动设计》一书的作者,Charles Schultz指出:“由于变化载荷的极度不可预测性,风电机组厂家已成为变速箱产品的最大需求方。”他还说,随着风电机组不断大型化,对传动机械设计的挑战也在不断增大。扩容的机组具有体积更大的叶片,通常会在目前普遍采用的三级变速箱部分形成极其巨大的扭矩。
为了迎合扭矩增大的需要,制造商们纷纷设计出大型的环形传动装置与轴承。如果这些零部件发生损坏(通常由扭矩有关的应力所造成),它们的更换费用非常昂贵,而且施工难度大,费时费力。由于相关部件非常沉重,对他们进行翻修通常需要使用起重机,正如前文所提到的,这将延误交货时间并导致收入损失。
为了减少大型发电机组传动装置所带来的隐患,制造商们对变速箱进行了诸多改进。据Gates称,Clipper风电公司研制出一种载荷分布式变速箱。该项设计采用多个发电机以及多路分布式变速箱。将载荷分开的做法减小了传动齿轮的应力并降低了设计难度。因为这种设计采用相对小型化的电机,意味着翻修时可能不需要使用大型起重机,并且不会耽误工期。(详见“Drive Train Innovation Raises Wind Turbine Efficiency, Offers Gearbox Improvements”, Power Engineering杂志,2006年6月)
产品设计中关于产品服务的先期考虑
除了研制改良的发电机和变速箱,目前生产商在设计产品时还要考虑后期产品服务的需要。由于引入外部起重机所导致的成本增加以及利润损失常常是巨大的,一些生产商在产品中提供集成的起重设备。例如,在Clipper公司生产的涡轮机组中,集成的起重设备足以应付各个零部件的更换任务。这里的“零部件”包括发电机、节径齿轮与电动机、变速箱高速齿轮组、偏向齿轮与电动机,以及水力、电力和冷却设备。现在制造商还会考虑新产品设计中的人力因素。经过多年维护和修理的经验积累,他们已经意识到,将机组的各个部件设计得更加易于拆除和更换非常重要。这些部件包括发电机、转子、轴承以及高速齿轮。
“同样重要的是:合理的结构设计应使得维护人员更容易到达需要处理的部件所处的位置。”Gates说,“应当为技术人员的操作留有充足的空间。”对于转子毂孔,这一点显得尤为关键。Gates强调,如果技术人员能够更方便地进出转子毂孔(这样就可以免除相关的塔外操作),则有机会在维修期间对其进行更加细致有效的检查。此外,为齿轮安装可视化的监测装置也会对系统维护有所帮助。
“一幅图片可能胜过千言万语。”Gates说。
攀登风电塔座已成为对现役风电机组进行维修的大麻烦。
“爬上一座大型风电机组的塔座,就好像使用梯子爬到20层楼楼顶的高度。”Gates说。他进一步指出,登塔工作大大限制了技术工人的职责范围。因为在大部分情况下,“攀爬200英尺高的梯子是一项艰巨的任务,对工作人员的力量和精力有极高要求。”
考虑到技术人员的年龄,攀登风塔对他们来说是一件更加困难的事情。由此,制造商和电厂用户失去了很多宝贵的知识和技术支持。因为正是那些爬不动风塔的技术人员拥有多年积累下来的技术经验。意识到这一点,很多风电机组的设计师开始在塔座里设置升降机。这一补救措施使得技术人员能够拓展他们的工作范围,而电站用户则可以继续分享这些员工的技术经验。此外,Gates还相信此举有利于增加对维护工作的关注度,因为降低到达塔顶的难度使得技术人员获得了更多的时间来对付技术问题。他还说,升降系统还可以降低企业为工伤付出的成本。预测维护
预测维护(PdM)是Gates提到的另一个问题。多年来,已有很多传统的电力生产企业将PdM纳入电厂维护规程之中。典型的PdM是着重于对机组损伤进行早期预报的一类维护措施,在测量时采用非破坏性测试方法,例如振动探伤、温度记录以及油料预测等。就像在火电厂或者核电站,风电电站的维护系统也应该包括PdM。
有效的PdM应当在损伤变得严重之前将其预报出来。这样就避免了更大的维修成本,同时也杜绝了灾难性事故的发生。Gates指出,PdM还能够节省不必要的维护成本。例如,PdM能够准确地预报出润滑油何时需要更换,这样就不需要再像常规操作那样每隔几个小时就定期更换油料了。PdM使得用户能够提前安排修理事宜,以提高效率、降低成本。通过PdM可以将所有的设备按照维护的紧迫性进行等级划分,这样就可以在风力波谷期按部就班地对风电机组进行维护,Gates解释说。
只有安装了遥感装置和数据记录装置之后,PdM系统才能有效地工作。Gates说:“在利用这些工具确定维修需求的时候,FPL是最好的。”数据记录仪器使得OEM和/或用户能够执行基本的运行监测并且建立预警功能。这些记录下来的数据还可以帮助技术人员熟悉仪器以及常规的操作参数。
减少非预期维修是所有风电机组制造商以及电厂用户/运营商的共同目标。风电企业已意识到只有降低维护和修理成本才能够提高回报率(ROR)。风电机组的原始设备制造商们已从现有的风电电厂吸取了经验教训,正致力于研制能够降低非预期维护和运行风险的风电机组,并不断提高机组的可靠性与经济效能。非计划内维护冲击企业成本底线
为了说明非计划内维护是如何冲击企业成本底线的,Clipper风电公司的Bob Gates给出了PGREF的例证。该例证包括两个10万千瓦风电项目的实例,它们的IRR预期都是9%。
例1:20年内对半数风电机组进行改造,每部机组配2个发电机1个变速箱 例2:20年内对全部风电机组进行改造,每部机组配2个发电机1个变速箱 假定:
起重机的运输和使用:225,000美元 发电机改造:25,000美元 变速箱改造:100,000美元
起重机的延误:3个月(每年导致25%的利润损失)
结果: 例1的结果:
内部回报率(IRR)从9%降至7.6%,降幅达到16% 在装机使用寿命的20年内共损失62,000,000美元
例2的结果:
内部回报率(IRR)从9%降至6%,降幅达到33% 在装机使用寿命的20年内共损失124,000,000美元
上述材料摘自:《在改进的财务结算系统中考察维护费用》,Bob Gates,Clipper风电公司高级副总裁,发表于美国电力能源展的可再生能源与燃料会议,2007年3月6日。
关于风电的综合信息
可再生能源在电力产业中所占的份额正在不断地稳步提高,其中风电处于主导地位。根据美国风电协会(AWEA)提供的数据,美国风电工业近五年来一直保持着22%的增长率。AWEA统计,截至2006年底,美国风电装机总量达到11,603MW。2007年有望新增3,000MW。成本
如此之高的增长速度部分得益于风电的低成本。Black & Veatch风电公司的项目经理于2007年3月在拉斯维加斯举办的“美国电力能源展”的“可再生能源与燃料会议”上提到:“在各种可再生能源中,风电是最具经济价值的。”据世界最大的风电生产商FPL能源公司统计,在过去的十年里,风电的价格已下降到足够低廉。FPL宣布,早期风电的价格是每度电30美分,如今已经降到3至6 美分。他们的数据显示,风电电站的基建成本约为每兆瓦1,300,000美元至1,700,000美元,高于传统火电电厂每兆瓦700,000美元的造价。
然而,实际情况不止于此。一旦建成,风电无需燃料供应,不会受到燃料价格波动的影响,而这正是火电发展的桎梏。此外,风电机组不会排放CO2或其他温室气体,因而不会受到碳排放法规的影响。众多专家认为该法规将在不久的将来颁布实施。上述原因使得风电比火电具有更多的优势。AWEA的数据显示,美国由于使用风电而减少了19,000,000吨的CO2排放。(该数据参考美国当前的11,000MW的风电产能以及火电平均煤耗。)输电
和传统的电力技术相比,风能的间断性以及自然条件的难以预测使得风电在并入电网时遇到一些困难。AWEA指出,风电机组只在60%~80%的时段能够运行,而全负荷运行时段只有10%。平均而言,在品质很高的风电场,新型风电机组的产能分数约为35%。导致低产能的部分原因是经济方面的考虑。如果在设计中缩小发电机尺寸并增大叶片尺寸,则可提高风电机组的效率,但是这样的做法会大大提高设计制造的成本。
鉴于风电设备不断加大,预测工具不断成熟,对大型风电设备的输出进行预报变得更加容易。西雅图BTIER公司的商业策略与发展部经理Richard Krauze说:“在某些情况下,由于工程浩大,对风电生产进行测控已经势在必行。”该公司专注于研究天气和气候对可再生能源生产的影响。Krauze同样也在美国电力能源展的可再生能源与燃料会议上发表了相关言论。
AWEA指出,虽然风电的产能分数低于很多传统电力的产能分数,但是在所有的电力技术中,风电仍然是能源回报率(EPR)最高的。EPR衡量的是电厂生产的电能与电厂建造运营直至关闭所消耗的能量之比。效率越高,EPR指数越高。产品税减除
风电的产品税减除(PTC)已成为推动风电发展的最主要的力量。这项政策于1994年启动,它对风电经济的影响达到了戏剧化的程度。PTC的提出是作为一项激励机制,用于鼓励公共或私营的电力厂家发展和使用风能。然而不幸的是,PTC的有效性受到政治动机的影响,政府对PTC的态度阴晴不定,给风电工业带来了诸多不稳定因素。最近一次宣布税款减除见于2005年的能源政策法案,为每度风电给出1.9美分的税务减免。这项政策被延拓到2008年底,也就是说,2008年12月31日之前建立的风电厂都可以获得为期10年的PTC优惠。风电每年26%的增长速率能否维持,这还有待观察。在2007年 “美国电力能源展”的“可再生能源与燃料会议”上发言的一些专家表示,他们希望风电能够继续保持其繁荣发展的大好形势。
上海汽轮机厂陈凯译自《Power Engineering》2007.NO.5
张国杰校对