摘要:发电机的正常运行对风电场运行效率至关重要。发电机运行中存在的问题必须引起相关人员重视,加强管理,减少故障,以使整个风电行业蓬勃发展。
关键词:风电场;风力发电机;运行;维护
风力发电机是风力场生产的重要机械设备,风力发电机在运行中常发生各种故障,维修管理是保证风力发电机正常运行的重要手段。因此,相关人员要引起重视,采取有效的运维措施,加强运维管理,降低故障概率,以促进风电行业的进一步发展。
一、风力发电机简介
风力发电机是将风能转化为机械能,通过机械能旋转转子,然后发电的电气设备。其工作原理较简单,主要是风轮在风的驱动下旋转,风的动能通过风轮的旋转转化为风轮轴的机械能,从而促使发电机发电。风力发电机通常由机头、转体、尾翼和叶片组成,其中叶片用于接收风力并通过机头将其转化为电能;尾翼使叶片始终朝着来风的方向以获得最大风能;转体可使机头转动灵活,从而实现尾翼方向调整功能;机头转子是永磁体,定子绕组切割磁力线以产生电能。风力发电机有四种类型:异步型、同步型、水平轴型、垂直型。
二、风力发电机常见故障
1、振动故障。振动故障是风力发电机的常见故障之一,风电发电机异常振动原因为:①风力发电机生产厂家资质不合格,质量控制存在问题。在前期生产设计阶段和后期出厂质量控制阶段,设计和质量控制未严格把关,导致投入市场的风力发电机存在质量问题,致使风力发电机投用后,部分部件磨损,最终出现异常振动。②风力发电机运维不到位,缺乏严谨的运维标准。运维人员维护能力不足,在维护工作中不能全面有效地发现故障问题,维修操作不规范等。③风力发电机长期使用后,零部件未定期更换,造成磨损。
2、叶片故障。叶片是风力发电机运行中最易出现故障的部件。根据相关研究发现,风力发电机叶片故障原因为:①自然因素,雷雨、大风等恶劣天气易损坏裸露在外的风机叶片,影响叶片正常运转。②风机叶片的运行取决于其内部构件的共同合作。风力发电机内部构件问题若未及时解决,必然导致叶片故障。
3、轴承故障。它也是风力发电机运行中常见故障之一。通常,风力发电机轴承故障包括轴承振动与过热,其原因为:①风机叶片存在磨损和积灰问题,导致叶片在运转时发生故障,最终导致风机轴承振动。从长远来看,它会损坏风机的其他部件,如风道、机壳和螺栓,最终影响风机运行的安全稳定性。②风力发电机轴承过热,一般由于轴承部件润滑、冷却效果问题造成。在风力发电机运行中,润滑剂添加过多或过少都会影响轴承温度变化,压缩空气冷却装置不能有效运行,导致未能及时根据轴承温度调节,导致轴承过热。一旦风机轴承温度过高,必然会增加其损耗,影响使用效率。
三、风力发电机运维管理问题
1、运维管理体系不完善。目前,许多风电场对风力发电机的管理较松懈,如在风机运维管理中,无完善的规章制度和归档记录等,风机的维修过程未及时记录,使其维护管理较混乱,加之有时由于管理不协调,造成整个输变电路运行受到阻碍。电路检修时,应积极完善检修制度,确定检修时间,然而,许多风电场在检修体系的建立上仍存在一些缺陷,检修过程较随意,对下一次检修无指导意义。
2、风力发电机维护管理人员专业技能不足。目前,风电场对工作人员管理重视不够。因此,要重视风力发电机综合管理,提高检修人员综合水平,减少风力发电机运行故障。目前,在检修中很多工作人员只是按一般工作要求对设备检修管理,但一些深层次问题的检查未落实到位,维护中也未发现真正隐患,未起到防范作用。
四、风力发电机维护工作的必要性
风力发电机是风电场生产经营必不可少的电气设备,其性能和质量决定了风力发电机产能效率。影响风电场经营效率的三大指标包括风力发电机的性能和质量。风力发电机性能取决于其资质,质量取决于风力发电机的日常维护。风力发电机的维护是对其部件的检修养护,包括风力发电机部件磨损状态、性能、故障排除和维修等。做好风力发电机维护能及时发现其故障,采取措施解决问题,确保风力发电机稳定运行,保证风电场经济效益和生产安全。
从总体上看,风电场是我国能源产业和其他相关行业发展不可或缺的重要产业。若风力发电机运维不到位,将影响整个风电场行业的发展。另外,若风电场风机运维体系逐步成熟,团队专业性日益增强,将有助于风电场行业的发展,推动我国社会的全面进步和发展。
五、风力发电机运维策略
1、完善风力发电机的运维系统。风电场需根据自身经营战略和发展,制定合理的运维体系。
①风力发电机运维工作流程,以条文形式逐条列出运维工作顺序和内容,确保风力发电机运维的有序开展。例如,风力发电机运维流程是从局部故障-线路检测-制定检修方案-开展检修-质检-投入使用逐步开展。在以制度条文形式明确后,要求检修人员严格按流程进行部件检修养护。
②明确风力发电机的运维周期。风电场需根据实际情况确定其定期维护时间,并要求工作人员根据短、长期计划设计合理的检修维护时间。例如,风力发电机具有高输出季节及空闲期,不同时期的维护时间和频率不同,工作人员有计划地在适当时间内进行维护,能确保风力发电机在运行期间的稳定性和安全性。
③明确风力发电机维护方案。要求风力发电机工作人员按维护方案进行维护,方案应包括时间、项目、结果、质检评测等,工作人员应做好相关记录并保存,以确保后续维护工作的条理性。
2、引进先进的运维技术,提高运维水平。风力发电机运维体系是保证运维有序开展的基础,风力发电机运维技术是运维开展不可或缺的条件。因此,风电场需加强技术投入,引进先进的运维技术,结合自身风机运维工作,提高运维水平。
①风机运维开展前期,工作人员需通过全面仔细的观察,初步判断风机故障部件。例如,观察判断风机内部电缆是否老化、移位、松动,通过声音辨别风机内部控制柜部件是否放电、接线端接触不良问题。根据初步观察,大致判断风机故障位置后,进行下一步深入检查,以制定相应维修方案。
②当前,风机的运维除故障排除和维修外,还包括其润滑系统的维护。风力发电机不同部件的润滑维护方法有所不同,例如,稀油润滑维护模式主要应用于齿轮箱和偏航减速齿轮箱。轴承过热是风力发电机运行中常见故障,对于易过热、高温轴承,如偏航轴承、偏航齿轮等部件,有合格资质和性能的专用润滑脂能更好地解决过热、高温问题。
3、提高运维人员专业水平,打造专业技术团队。风机运维人员专业性体现在维修态度与能力上,两者缺一不可。一旦某一方面缺失,势必影响风机运维护效率,最终影响风电场经济效益。因此,提高运维人员专业性,打造专业技术团队,需从责任意识培养和专业能力提高两方面共同进行。
①风电场需在风机运维部门加强对维护工作重要性的宣传,通过讲座、交流会等方式加强宣传。在工作中,让运维人员意识到运维工作的重要性,让他们从内心对自己的工作有认同感和责任感,从而端正自身工作態度。
②风电场通过“以老带新”方式,让老员工和优秀员工带教新员工和能力不足员工,通过互助合作培养能力不足员工。风电场还需定期组织“风电场风机运维”主题的培训,完善内部专业培训体系,为员工提供学习运维技术、知识等方面的机会。定期考核,通过奖惩机制激励员工,提高运维员工专业能力,打造专业技术团队。
参考文献
[1]辛博然.风电场电气设备中风力发电机的运行与维护[J].河南科技,2019(25).
[2]宋佳鑫.风电场风力发电机的运行与维护[J].设备管理与维修,2021(01).