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洛陽雙瑞部長助理孫光佳:《風電葉片全生命周期運維服務》_東方風力發電網
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洛陽雙瑞部長助理孫光佳:《風電葉片全生命周期運維服務》

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-04-13   來源:東方風力發電網  瀏覽次數:1429
核心提示:2019年4月11—12日,第五屆中國國際風電復合料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題三:匠心獨運 臻于完美——“智慧運維 安全認證”中,洛陽雙瑞風電葉片有限公司部長助理孫光佳發表了題目為《風電葉片全生命周期運維服務》的精彩演講。
   2019年4月11—12日,第五屆中國國際風電復合料高峰論壇(CWPC2019)于中國重慶隆重召開。在大會專題三:匠心獨運 臻于完美——“智慧運維 安全認證”中,洛陽雙瑞風電葉片有限公司部長助理孫光佳發表了題目為《風電葉片全生命周期運維服務》的精彩演講。
 
  以下為演講實錄:


 
  很高興今天能夠在這里跟大家探討,我的報告主要分五部分。
 
  首先看一下行業背景,我國風電行業發展非常迅速,根據國家能源據統計的數據,截止2018年底我國風電裝機量達到了18.4億瓦。風電葉片作為風電機組五大關鍵部件之一,成本雖然僅占風電機組總成本15%左右,但風電葉片的故障所造成的綜合損失,已經超過了總故障損失的30%。
 
  我們從右邊圖片中可以看到,葉片全生命周期失效風險,運行可能性差、發電量降低,不達標,造成直接經濟損失。葉片有一些微小的損傷,或者微小裂紋,沒有被及時發現,及時處理,隨著運行時間增加,可能會導致裂紋不斷擴展,會形成葉片的報廢,甚至導致葉片斷裂。
 
  隨著時間的增加,葉片的維修和更換成本越來越高,不僅如此,還面臨更多的問題,還有一些早期葉片,存在沒有庫存,甚至沒有人生產,原生產廠家倒閉的現象。就算有人愿意生產,有可能因為工期,或者原材料采購原因,造成葉片的生產周期長達十月,甚至半年一年。還有葉片的生產成本,以及運輸吊裝產生的修復成本,導致更換一片葉片,需要數百萬元的代價。
 
  從下面這張圖可以看出,葉片的故障問題主要分為前緣腐蝕、雷擊損傷、掉漆、開裂、鼓包等等。這些問題的維修處理,以及常規的巡檢維護都將導致風機停機,必將導致發電量的損失。為了解決這些問題,并降低發電量損失,現在運用了一些多種運維技術,第一無人機自動檢索,小飛人繩索技術高空檢修、高高無損檢測、爬行機器人檢測、在線監測系統、壽命評估及預警系統。通過多手段和高效率,快速檢查判定,能夠達到提前數月預判葉片將會產生的問題,保障葉片全生命周期的安全運行。
 
  首先看一下無人機自動巡檢,僅需要一個輔助人員巡檢過程中進行觀察,僅需要30分鐘就可以完成巡檢,成本很低,效率很高,無人機巡檢避免人員高空作業問題,降低了風場的安全風險。無人機系統搭載視覺識別系統,所拍攝的照片可以分辨到毫米級別的目標物,飛行巡檢的時候,可以對葉片前緣、后緣,四條軌跡進行巡檢,保證了拍照高清無盲區。同時對風場的條件要求限制很少,更適用于海上風電葉片的巡檢。通過無人機低成本高效率、高頻次的巡檢,就可以有效的避免葉片在全生命周期中最大問題的產生。
 
  第二小飛人繩索巡檢,大家可以從圖片中看出來,小飛人繩索技術,與小吊籃技術有什么不同?可以綜合對比一下,作業人員全員接受了高空繩索技術系統培訓,從右下角的圖中可以看到取得的證書,高空繩索技術證書,是符合國際標準的。現階段小飛人對作業人員的資質要求是沒有的,第二是安全配置。最極端的情況下,我們的作業人員可以在一分鐘之內,從100米高空安全降落至地面,小吊籃安全配置有所不足,安全性能稍微差一些,蜘蛛人安全性能是極差的。第三經濟性能,小飛人繩索技術僅需要3人一組,全面巡檢只需要一個小時,一天可以完成3套葉片的巡檢,效率是非常高的。小吊籃跟蜘蛛人一天巡檢臺數也就是兩臺左右,效率可能稍微低一些。海上作業和作業范圍來講,對海說平臺要求很小,小吊籃需要更多的資源,需要人力,甚至船只,通過拉拽的方式控制小吊籃的橫向移動,同時無法到達更高的區域。作業范圍有明顯的空缺,蜘蛛人還是因為安全原因,根本不適合運用在海上作業。
 
  從右邊這張圖對比一下高空作業技術在經濟性跟效率性上的不同。可以看到無人機巡檢小飛人巡檢維修技術,經濟性及效率性是具有明顯的優勢,目前模式是什么?運用無人的批量巡檢,加上小飛人對局部部分的檢修結合的方式,可以使葉片運維成本降低50%左右,效率提升70%,停機時間減少70%。巡檢周期減少60%,大家可以左邊的兩張圖中可以看出來,我們的運營服務團隊,取得了葉片檢查及維修能力認證。我們通過葉片高空無人檢測,對風場運行葉片的關鍵部位粘接部位進行無人檢測,可以實現粘接區域和重點部位問題的發現。第二是葉片載荷在線監測系統,通過載荷傳感器以實現損傷預測功能。
 
  內部滑行機器人檢測:通過這個技術,可以使機器人進入到葉片空間較小區域,彌補了人員無法進入的問題。我們公司已經有十年的葉片生產制造經驗,以及葉片運維經驗,下一步逐步建成葉片損傷數據庫,以及葉片材料數據庫,使數據庫軟件不斷的升級,最終形成葉片的缺陷識別判定系統。這套系統可以自動的去識別葉片的缺陷,并根據葉片的不同缺陷和不同損傷,給出有針對性的維修報告,或者維修建議。同時我們也在思考,如何去更準確更科學的掌握葉片損傷的拓展趨勢,我們做了兩方面的工作,我們將實驗的數據跟風場實際數據相結合,形成葉片預判壽命系統,可以有針對性選擇什么時候去處理葉片的損傷,比如一些小的問題可以先不處理,在風機停機維修的時候去處理,還是為了降低停機時間和發電量損失。
 
  為什么要提升葉片的價值呢?有以下幾方面。第一機組和葉片在風場運行過程中隨著時間的增加,發電效率或者機組性能有一個逐漸下降趨勢。早期風資源評估不準確,風資源減弱這些問題會導致發電量降低,為了減少發電量損失,從葉片的增值技改角度出發,定制化開發了幾種不同技改方案。
 
  定制化開發并不是說所有的風場、所有的情況都是適用,而是需要根據風場的風資源特性,兼顧考慮風機葉片的安全性,綜合考慮、綜合開發。我們提煉了幾種有效的增效組合方式,第一就是VG,第二VG+葉尖延長,第三小翼+擾流條,第四前緣腐蝕維修。90%的葉片都存在著前緣腐蝕的問題,根據國外比較前沿的文獻記載,葉片的前緣腐蝕可以對葉片有1%—8%的發電影響。
 
  這頁是現在做過的一些方案、技改的案例,在貴州的風場已經裝機小翼+擾流條增效方式三年多的時間,經過第三方評估驗證,能夠達到6.5%左右的發電量提升。其他一些風場93或者82葉片增效方案經過第三方驗證,也可以達到10%的發電量提升。
 
  我們多年以來專注于這方面工作,一直秉承著合作開放共贏的態度,逐漸走出了一條多種運維模式相結合的道路。主要有以下幾方面,第一是人員培訓,我們總部在洛陽,建立了一套培訓體系及培訓基地,通過對風場人員的葉片基礎知識培訓,使風場人員掌握葉片基礎知識,讓風場人員具備初步維修能力。二全生命周期質保,消除客戶對風電葉片關鍵大部件的后顧之憂,能夠更好的使葉片在全生命周期內創造更多價值。三能源管理,減少客戶增效技改投資,與客戶共享收益。四托管式運營服務,通過對葉片的定期巡檢,保障葉片和機組有效運營。五引入保險資源進行保障,可以徹底消除合作雙方的后顧之憂。
 
  最后我國的風電行業發展非常迅速,并且前景一片光明,在葉片運維服務這一領域現在可以進步的空間還是很大的。雙瑞風電愿堅持以客戶需求為核心,以行業進步為已任,以解決客戶問題的務實態度和行動,從葉片全生命周期中發掘更多的價值,與合作伙伴共同努力,持續推進行業高質量、可持續發展。
 
  (發言由現場速記整理,未經本人審閱)
 
 

 
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