經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,我國(guó)風(fēng)電技術(shù)取得巨大進(jìn)步,促進(jìn)了設(shè)計(jì)的完普、工藝的改進(jìn),質(zhì)量和可靠性進(jìn)一步提高,由此帶動(dòng)對(duì)舊有風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造提升的需求。
首先,受制于早期的技術(shù)水平,部分投運(yùn)較早的風(fēng)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案未能做到最優(yōu),甚至存在缺陷,導(dǎo)致其運(yùn)行表現(xiàn)不佳,經(jīng)濟(jì)性較差。其次,前期風(fēng)電機(jī)組技術(shù)不成熟,單機(jī)容量小,軟硬件配置低,不僅無(wú)法充分利用資源,而且經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行,設(shè)備性能指標(biāo)開(kāi)始下滑,需要借助技改來(lái)增加機(jī)組發(fā)電量。此外,一些機(jī)組存在安全性風(fēng)險(xiǎn),有必要運(yùn)用新的技術(shù)和工藝對(duì)關(guān)鍵部件加以改造。
要解決上述問(wèn)題,可以采取多種技改方式。比如,為了提高對(duì)風(fēng)能資源的利用效率,將機(jī)組移到資源更好的機(jī)位點(diǎn);加高搭架,以獲得更高的風(fēng)速;引入扇區(qū)控制,從而降低尾流影響;通過(guò)優(yōu)化主控程序、更換或者加長(zhǎng)葉片、替換部件等措施,來(lái)提升機(jī)組性能。
然而,在技改過(guò)程中,實(shí)施方往往將著眼點(diǎn)放在提升效果上,而忽略了對(duì)機(jī)組安全性造成的影響,未能足夠重視科學(xué)的安全校核和評(píng)估。少數(shù)企業(yè)甚至在缺少機(jī)組原始設(shè)計(jì)資料、不了解設(shè)備性能指標(biāo)的情況下,就開(kāi)展技術(shù)政造,進(jìn)而誘發(fā)諸多問(wèn)題。因?yàn)榧几耐鶎?dǎo)載荷的提升、系統(tǒng)的失配。
例如,對(duì)機(jī)組進(jìn)行移機(jī)或加高塔架,將導(dǎo)致其所處環(huán)境及周邊環(huán)境發(fā)生變化,這不僅會(huì)増加技改機(jī)組的載荷,還對(duì)其他機(jī)組的風(fēng)況條件也產(chǎn)生影響,致使它們的疲勞載荷加大;優(yōu)化機(jī)組控制策略或更換其部件,可能會(huì)影響部件的工作條件,導(dǎo)致設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這些隱患,輕則導(dǎo)致技改失效,引發(fā)故障,影響機(jī)組和部件的使用壽命;重則造成重大安全責(zé)任事故。
比如,延長(zhǎng)葉片后,因未進(jìn)行載荷復(fù)核、結(jié)構(gòu)評(píng)估以及施工工藝未滿足設(shè)計(jì)要求等,會(huì)發(fā)生延長(zhǎng)節(jié)脫落;更換葉片后,葉根載荷增加高于原設(shè)計(jì)載荷,由于未復(fù)核部件選型引發(fā)變槳軸承失效等;為滿足低電壓穿越要求進(jìn)行主控制器與變流器技改,改變?cè)锌刂票Wo(hù)邏輯且未綜合考慮電氣部件之間的匹配性,發(fā)生電氣部件拉弧、打火等情況并引發(fā)火災(zāi)。因此,開(kāi)展任何技改都必須進(jìn)行嚴(yán)格的安全評(píng)估,排除所有潛在隱患。
當(dāng)然,具體采用何種安全評(píng)估方法,則需要根據(jù)技改項(xiàng)目而定。以移機(jī)等會(huì)改變工況條件的技改為例,在這種情下,應(yīng)當(dāng)確定新機(jī)位點(diǎn)的風(fēng)況條件,并與機(jī)組的原始設(shè)計(jì)條件進(jìn)行比對(duì)。如果工況條件超出機(jī)組的設(shè)計(jì)水平,必須重新計(jì)算機(jī)組載荷,若超出設(shè)計(jì)載荷,還需校核各部件的極限和疲勞強(qiáng)度。
對(duì)于更換或加長(zhǎng)葉片、加高塔架、改變主控程序等機(jī)組設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)重新開(kāi)展機(jī)組控制評(píng)估和載荷的仿真計(jì)算。如果載荷變大,需重新評(píng)估各部件的安全性,且在設(shè)計(jì)改動(dòng)較大時(shí),如葉片翼型變化、葉片長(zhǎng)度變化超過(guò)2%,機(jī)組額定轉(zhuǎn)速變化超過(guò)2%等,必須按照IEC的相關(guān)要求重新進(jìn)行型式試驗(yàn),內(nèi)容包括載荷測(cè)試、功率曲線測(cè)試、安全功能試驗(yàn)以及葉片全尺寸試驗(yàn)等。對(duì)于齒輪箱、変頻器等部件散熱器的輔助功能改造,雖然造成的安全性影響較小,但同樣有必要通過(guò)試驗(yàn)等手段來(lái)驗(yàn)證改造后部件的安全性和有效性。
安全無(wú)小事,風(fēng)電機(jī)組投運(yùn)后要在復(fù)雜環(huán)境中經(jīng)受20年以上的考驗(yàn),業(yè)界更需時(shí)刻緊繃安全這根弦。技改涉及對(duì)風(fēng)電機(jī)組和項(xiàng)目初始設(shè)計(jì)的調(diào)整,必須做好事前的技改方案評(píng)估以及事后的安全性與效果驗(yàn)證,在確保設(shè)備可靠運(yùn)行的前提下,運(yùn)用科學(xué)的技改手段達(dá)到提質(zhì)增效的目的。
首先,受制于早期的技術(shù)水平,部分投運(yùn)較早的風(fēng)電項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案未能做到最優(yōu),甚至存在缺陷,導(dǎo)致其運(yùn)行表現(xiàn)不佳,經(jīng)濟(jì)性較差。其次,前期風(fēng)電機(jī)組技術(shù)不成熟,單機(jī)容量小,軟硬件配置低,不僅無(wú)法充分利用資源,而且經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行,設(shè)備性能指標(biāo)開(kāi)始下滑,需要借助技改來(lái)增加機(jī)組發(fā)電量。此外,一些機(jī)組存在安全性風(fēng)險(xiǎn),有必要運(yùn)用新的技術(shù)和工藝對(duì)關(guān)鍵部件加以改造。
要解決上述問(wèn)題,可以采取多種技改方式。比如,為了提高對(duì)風(fēng)能資源的利用效率,將機(jī)組移到資源更好的機(jī)位點(diǎn);加高搭架,以獲得更高的風(fēng)速;引入扇區(qū)控制,從而降低尾流影響;通過(guò)優(yōu)化主控程序、更換或者加長(zhǎng)葉片、替換部件等措施,來(lái)提升機(jī)組性能。
然而,在技改過(guò)程中,實(shí)施方往往將著眼點(diǎn)放在提升效果上,而忽略了對(duì)機(jī)組安全性造成的影響,未能足夠重視科學(xué)的安全校核和評(píng)估。少數(shù)企業(yè)甚至在缺少機(jī)組原始設(shè)計(jì)資料、不了解設(shè)備性能指標(biāo)的情況下,就開(kāi)展技術(shù)政造,進(jìn)而誘發(fā)諸多問(wèn)題。因?yàn)榧几耐鶎?dǎo)載荷的提升、系統(tǒng)的失配。
例如,對(duì)機(jī)組進(jìn)行移機(jī)或加高塔架,將導(dǎo)致其所處環(huán)境及周邊環(huán)境發(fā)生變化,這不僅會(huì)増加技改機(jī)組的載荷,還對(duì)其他機(jī)組的風(fēng)況條件也產(chǎn)生影響,致使它們的疲勞載荷加大;優(yōu)化機(jī)組控制策略或更換其部件,可能會(huì)影響部件的工作條件,導(dǎo)致設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這些隱患,輕則導(dǎo)致技改失效,引發(fā)故障,影響機(jī)組和部件的使用壽命;重則造成重大安全責(zé)任事故。
比如,延長(zhǎng)葉片后,因未進(jìn)行載荷復(fù)核、結(jié)構(gòu)評(píng)估以及施工工藝未滿足設(shè)計(jì)要求等,會(huì)發(fā)生延長(zhǎng)節(jié)脫落;更換葉片后,葉根載荷增加高于原設(shè)計(jì)載荷,由于未復(fù)核部件選型引發(fā)變槳軸承失效等;為滿足低電壓穿越要求進(jìn)行主控制器與變流器技改,改變?cè)锌刂票Wo(hù)邏輯且未綜合考慮電氣部件之間的匹配性,發(fā)生電氣部件拉弧、打火等情況并引發(fā)火災(zāi)。因此,開(kāi)展任何技改都必須進(jìn)行嚴(yán)格的安全評(píng)估,排除所有潛在隱患。
當(dāng)然,具體采用何種安全評(píng)估方法,則需要根據(jù)技改項(xiàng)目而定。以移機(jī)等會(huì)改變工況條件的技改為例,在這種情下,應(yīng)當(dāng)確定新機(jī)位點(diǎn)的風(fēng)況條件,并與機(jī)組的原始設(shè)計(jì)條件進(jìn)行比對(duì)。如果工況條件超出機(jī)組的設(shè)計(jì)水平,必須重新計(jì)算機(jī)組載荷,若超出設(shè)計(jì)載荷,還需校核各部件的極限和疲勞強(qiáng)度。
對(duì)于更換或加長(zhǎng)葉片、加高塔架、改變主控程序等機(jī)組設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)重新開(kāi)展機(jī)組控制評(píng)估和載荷的仿真計(jì)算。如果載荷變大,需重新評(píng)估各部件的安全性,且在設(shè)計(jì)改動(dòng)較大時(shí),如葉片翼型變化、葉片長(zhǎng)度變化超過(guò)2%,機(jī)組額定轉(zhuǎn)速變化超過(guò)2%等,必須按照IEC的相關(guān)要求重新進(jìn)行型式試驗(yàn),內(nèi)容包括載荷測(cè)試、功率曲線測(cè)試、安全功能試驗(yàn)以及葉片全尺寸試驗(yàn)等。對(duì)于齒輪箱、変頻器等部件散熱器的輔助功能改造,雖然造成的安全性影響較小,但同樣有必要通過(guò)試驗(yàn)等手段來(lái)驗(yàn)證改造后部件的安全性和有效性。
安全無(wú)小事,風(fēng)電機(jī)組投運(yùn)后要在復(fù)雜環(huán)境中經(jīng)受20年以上的考驗(yàn),業(yè)界更需時(shí)刻緊繃安全這根弦。技改涉及對(duì)風(fēng)電機(jī)組和項(xiàng)目初始設(shè)計(jì)的調(diào)整,必須做好事前的技改方案評(píng)估以及事后的安全性與效果驗(yàn)證,在確保設(shè)備可靠運(yùn)行的前提下,運(yùn)用科學(xué)的技改手段達(dá)到提質(zhì)增效的目的。