风力发电设备安全管理与运行维护

风力发电设备安全管理与运行维护

戴晓芬

江苏神山风电设备制造有限公司 江苏省盐城市 224400

摘要：现代社会能源供给方面，主要以石油、煤炭等化石能源为主，而这些化石能源不可再生，且大量使用后对生态环境产生严重的污染，同时会致使全球气温升高。而风力能源作为一种绿色能源，具有无污染、可再生等优势，是能源利用的主流趋势。文章以风力发电设备安全运行现状为切入点，在深入分析风力发电设备安全管理的基础上，探讨了风力发电设备运行维护，为风力发电设备安全、稳定运行提供重要参考。

关键词：风力发电设备；安全管理；运行维护

现代社会的建设与发展，对能源的需求量不断加大，使得能源需求和能源供给矛盾进一步加剧，直接威胁到社会可持续发展。因此，世界范围内开始探索新型能源，以期运用新型能源代替传统化石能源，一方面缓解当下能源供求矛盾；另一方面有效解决传统化石能源大量使用带来的一系列问题，如污染、能源紧缺等。我国作为风力能源大国，近些年不断加大风力能源的研究和转化工作力度，风力发电事业也随之快速发展，极大地缓解了我国的能源压力。而风力发电设备在运行过程中，易发生一些故障，不仅无法高效转化风力能源，还会制约风力发电事业的进一步发展。

1风力发电设备安全运行现状

因风力发电环境多处于高原地区和沿海地区，其气候特征和地理特点对风力发电设备安全运行的影响不可忽视。此外，风力发电基站为单一离散式、全线集控方式。风力发电设备安全管理和运行维护需克服复杂的地理位置、多变的气候环境，这对风力发电设备和运行维护人员都是极大的考验。风力发电设备的工作原理为，风轮将风能转化为机械能，再由主轴、齿轮箱等传动系统与发电机组连接，发电机组在机械能驱动下输出电能。设备包括叶片、风轮、传动装置、对风装置、发电机组、塔架以及高低压控制柜等。极易出现问题的设备多与使用地理环境和气候有极大关联。例如，高原地区进入十月后多为风雪天气，叶片和风轮存在冰冻现象，导致发电机组停机或不规律运转，无法保证电能质量，也会影响设备的使用寿命。风力发电设备管理运行维护工作执行者和设备安全管理和运行维护人员，因知识储备和技能水平限制，使得各类制度不够全面。维护人员不能严格遵守规定进行操作，且不够重视风力发电设备的管理和维护，缺乏对复杂工作环境的工作信心和积极性。特别在暴风雪环境下，风力发电设备需要及时维修时，人员不敢承担维修工作，致使风力发电设备掉线而影响发电质量。

2风力发电设备常见故障及措施

2.1气候和地理环境影响

风力发电建设往往取决于某地区风电场大小，但风电场常处于高海拔、沿海等偏远地域。夏季沿海地区强风雨，冬季高原地区暴风雪对风力发电设备威胁性较大，如气流的湍流、尾流会对叶片和风轮造成损坏，严重时缩短风力发电设备的使用寿命。此外，这种环境易破坏风力发电设备的金属结构件，加重腐蚀性，减弱风力发电设备整体的失稳性。安全管理和运行维护办法应加强对风力发电设备的机械金属结构件如叶片、齿轮、轴承等的检查，检查是否有锈蚀、形变等出现，同时需根据风力发电机组电能输出功率曲线判断环境对其的影响，适当调整风力发电设备定期运行巡检周期和维护力度。提前掌握风力发电设备安装位置环境现状，选取恰当设备材料或设备减弱环境对风力发电基站运行的影响。例如，高原地区因海拔高、气压低，对设备材料老化、金属疲劳影响大，所以在风力发电设备选材时应选取耐低温、耐压性强、可低压运行的电控设备，同时定期调整叶片安装角度和浆定值，以获取最优的风力发电设备运行性能。

2.2风力发电机运行维护

风力发电机是每个风力发电基站最核心的机电设备，其性能好坏和运行维护好坏直接影响风力发电电能质量和运行经济效益。一般开展定期检修和日常维护来发现故障，排除安全隐患，减少故障发生率，提高在线安全运行时间，确保风力发电机的工作效率和发电质量风力发电机常见故障包括：传动部件间卡阻或摩擦严重；固定螺栓紧固性随长时间运行变得松动或螺栓受力不均被剪切；液压系统有渗漏现象；各类传感器破损或电气执行元件动作不灵敏等。风力发电机安全管理与运行维护重点在定期检修维护和故障应急排除维护。其中，传动部件间润滑卡阻、固定螺丝紧固性检查、功能性验证、液压系统检查、传感器和电气执行元件均列入定期检修。定期检修杜绝流于形式，应对风力发电机的每个部件进行细致检查判断，发现问题及时更换或维修。故障应急维护是指在风机运行出现故障时及时到现场就地排查处理，应先观察故障表现形式，如电机抖动、液压失压等，快速初步判定故障原因停车检修，及时更换损坏的零部件，及时排查更正电路接线短接或接线端子松动或电控系统受环境影响的情况。为了能快速更换零部件，易损件和消耗件应在风力发电基站内常备或需检修人员携带。检修维护工作完成后，应及时记录故障点、解决措施，清理维修现场，确保设备完好率，为下次同类故障提供快速可靠的解决方法。

2.3变频器运行维护

变频器作为风力发电设备中的电控设备，应用原理为：当风轮转速低于设定值时，变频器从电网交流电变成直流电存储到基站电容，再转变成交流电送至发动机转子；反之，亦然。它的应用优势是可变桨调节，优化电能。常见变频器故障包括过电流故障、过载故障、过压故障以及温度故障等，但因变频器种类和形式较多，其故障代码不一，解决措施不一。维修人员若掌握不熟悉，将导致变频器故障排除时间长，影响风力发电机组的运行质量。以温度故障排查为例，当风力发电机并网出现冷却风扇不工作、冷却循环泵不打压、有对应的故障代码时，可判定是因变频器温度过高导致设备停机。解决措施：（1）排查冷却风扇风叶是否损坏和电机电源是否有欠压现象；（2）检查冷却循环泵电机及其密封性。一般冷却液散热片损坏，冷却电机无电源输入，或电机内损坏情况较多。排查故障原因后，及时更换新的散热片或电机，同时对供电电源做冗余处理。

3风力发电设备的安全管理

风力发电设备因风力发电技术的日益更新，其设备种类、类型层出不穷，但风力发电企业人员却难以全面掌握，加之安全管理意识不强烈、维护技能薄弱等，导致安全管理多形同虚设。为改善和加强风力发电设备的安全管理，应提高企业人员的专业技能和职业操守，逐步完善各类管理制度和工作经验，形成规范化操作流程和作业指导书，做到设备档案管理、设备责任到人管理体系建设。对较为普遍的故障或使用问题，可组织专家进行研讨分析，制定一套快速高效解决措施方案，从而提升安全管理质量和设备安全性能。

3结语

风力发电设备是风力发电的基础，必须以安全生产为基础，以设备安全管理和运行维护为侧重点，以快速诊断和排查隐患为检修手段，同时各类作业指导书力求做到有效防控和快速解决，确保风力发电设备在线安全运行，提升风力发电电量和企业经济效益，为社会提供安全、可靠的电能。

参考文献

[1]吴亚飞.浅谈风力发电机的维修与保养[C].中国农业机械工业协会风能设备分会2012年度论文集（上），2012.

[2]廖燕坂，林海珊.浅谈风力发电机组的检修策略[J].能源与环境，2013，（1）：70-71.

[3]黄少华.浅谈风力发电企业设备点检管理的运用[J].科技视界，2013，（23）：153-154.

[4]李大伟.浅谈风力发电机的维修与保养[J].民营科技，2018，（3）：77.

作者简介：

姓名：戴晓芬，性别：女，出生年月：1987.04.12，籍贯：江苏省盐城市，学历：本科，学位：学士学位，供职单位：江苏神山风电设备制造有限公司，职位：技术部技术员，职称：助理工程师（初级）