蘇園鋒 楊琰 趙原

摘要： 在現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展中，風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展越來越快，同時(shí)在一定程度上推動(dòng)了我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞： 維護(hù)方式; 動(dòng)態(tài)維護(hù); 實(shí)際應(yīng)用【中圖分類號】 TM614【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）16-0163-02

1發(fā)展過程概述

風(fēng)能最早是在上個(gè)世紀(jì)初才開始得到人們嘗試和使用的?？梢哉f，持續(xù)到上個(gè)世紀(jì)30年代，美國、丹麥等國才成功地開發(fā)風(fēng)力渦輪機(jī)，這些風(fēng)力渦輪機(jī)被廣泛地用于大風(fēng)海域或偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村，同時(shí)這些風(fēng)力渦輪機(jī)有效地節(jié)省了很多資源。但是，缺點(diǎn)也非常明顯。即，發(fā)電量太低，通常<5KW。中國的風(fēng)力發(fā)電速度雖然比國外要慢得多，但是其發(fā)展速度卻令國外感到驚訝，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，最近幾年年中國新增的風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)到1.45億千瓦。并網(wǎng)累計(jì)容量為780萬千瓦，增長率為23%。風(fēng)能已成為僅次于火力發(fā)電和水力發(fā)電的最大動(dòng)力來源，占中國總裝機(jī)容量的6%。全年發(fā)電量為1333億千瓦時(shí)，比上年增長34%。

2發(fā)電機(jī)狀態(tài)維護(hù)與運(yùn)行方式的實(shí)現(xiàn)

隨著中國風(fēng)能的迅猛發(fā)展，大型風(fēng)電場的建設(shè)和使用已經(jīng)得到了大范圍的普及，然而同時(shí)在風(fēng)能設(shè)備、變壓器和配電設(shè)備的維護(hù)中也存在著重大問題。由于風(fēng)力發(fā)電廠和電網(wǎng)與普通電網(wǎng)和發(fā)電廠不同，所以發(fā)電機(jī)具有不同的維護(hù)，因此就維護(hù)方法而言，有必要為風(fēng)力發(fā)電廠選擇合適的方法。

隨著時(shí)間的流逝，人們感到普通的維護(hù)和維修方法不適用于風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)力渦輪機(jī)，并且經(jīng)過長期研究，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)渦輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，潛在的故障是及時(shí)且離線的。根據(jù)在線的測量監(jiān)控，相關(guān)結(jié)果（即狀態(tài)維護(hù)），還可以進(jìn)行有效的分析。重復(fù)使用當(dāng)前的智能技術(shù)和相關(guān)的檢查數(shù)據(jù)，并將其與先前的有效數(shù)據(jù)結(jié)合起來，以不斷評估發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置發(fā)電機(jī)的檢查時(shí)間，并最終制定計(jì)劃。另外，可以以科學(xué)有效的方式維護(hù)電廠設(shè)備。與計(jì)劃維護(hù)相比，基于狀態(tài)的維護(hù)具有很強(qiáng)的針對性，并具有良好的維護(hù)效果。在使用發(fā)電機(jī)的運(yùn)行條件和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了計(jì)劃的全面研究之后，分析發(fā)電機(jī)是否需要大修以及在大修過程中需要解決什么問題。需要及時(shí)檢查運(yùn)行條件較差的風(fēng)力渦輪機(jī)，對于處于這種狀態(tài)的發(fā)電機(jī)，可以縮短檢查周期。對于運(yùn)行條件更好的發(fā)電機(jī)，可以延長維護(hù)周期。這種維護(hù)方式不僅可以確保安全性，而且可以確保高性能，可以有效減少維護(hù)資金和人力，并最大程度地降低維護(hù)成本。當(dāng)然，最新的維護(hù)可以有效消除計(jì)劃維護(hù)中的一系列問題，例如維護(hù)力度不足和維護(hù)時(shí)間不足。風(fēng)力渦輪機(jī)的大多數(shù)狀態(tài)監(jiān)測都針對風(fēng)力渦輪機(jī)主要部件在運(yùn)行期間的運(yùn)行狀態(tài)。有效快速地分析和檢測數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，對運(yùn)行問題和相關(guān)的安全隱患進(jìn)行研究，并對潛在的安全隱患或發(fā)電機(jī)組異常運(yùn)行進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查和維修?；趯赡艿娜毕莸念A(yù)處理以及最終的診斷結(jié)果和預(yù)測結(jié)果獲得更為可靠的統(tǒng)計(jì)分析，最終可以最大程度地防止由于缺陷造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，并改善風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行效率。提高過程可靠性和操作發(fā)電效率并最終延長使用壽命是非常好的工具。

3發(fā)電機(jī)狀態(tài)維修系統(tǒng)

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障通常發(fā)生在發(fā)電機(jī)組，齒輪箱以及高、低速軸等組件中，如果這些組件發(fā)生故障，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將停止工作。由于風(fēng)力發(fā)電廠主要建在海灘上或在多風(fēng)的山區(qū)，交通不便，大多數(shù)設(shè)備都在高海拔地區(qū)運(yùn)輸，因此出現(xiàn)問題時(shí)很難進(jìn)行維護(hù)。選擇有計(jì)劃的維護(hù)，大多數(shù)設(shè)備被抬到地面執(zhí)行這些維護(hù)任務(wù)，這需要大量的人力和財(cái)力，并且維護(hù)成本非常高。為了減少維護(hù)成本，此時(shí)就需要選擇一種科學(xué)合理的狀態(tài)維護(hù)方法。

3.1風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)過程中的異常聲音

在通常情況下，風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的過程中會(huì)產(chǎn)生異常聲音，大多數(shù)情況是在機(jī)艙蓋松動(dòng)或與旋轉(zhuǎn)部件接觸時(shí)發(fā)生的，但如果風(fēng)輪軸承座松動(dòng)、軸承損壞、增速輪松動(dòng)、變速箱軸承或制動(dòng)器損壞、發(fā)電機(jī)松動(dòng)且聯(lián)軸器損壞，此時(shí)，就需要停止機(jī)器進(jìn)行檢查，檢查機(jī)艙蓋的固定螺栓，并檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸和增速器的同軸度。檢查并擰緊固定螺栓如果軸承損壞，則必須立即進(jìn)行更換，同時(shí)還要重新安裝軸承座，并重新固定制動(dòng)器，調(diào)節(jié)制動(dòng)襯片之間的間隙，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的同軸度后，將螺栓進(jìn)行擰緊處理，如果損壞，則必須更換聯(lián)軸器。

3.2已達(dá)到額定風(fēng)速，但轉(zhuǎn)子速度不足，發(fā)電機(jī)輸出電壓不足

如果風(fēng)速已達(dá)到額定風(fēng)速，但風(fēng)輪尚未達(dá)到該轉(zhuǎn)速，則發(fā)電機(jī)將不會(huì)輸出額定電壓。因此，在這種類型的故障發(fā)生后，要依據(jù)具體狀況，對其進(jìn)行扭頭、仰頭、還有離心飛球和空氣動(dòng)力調(diào)速的調(diào)節(jié)，從而排除停滯情況。如果液壓驅(qū)動(dòng)的可變節(jié)距氣缸停止運(yùn)作或出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，則需要更換氣缸或修復(fù)漏油位置。如果發(fā)電機(jī)軸承損壞，則必須將其拆下并更換;如果發(fā)電機(jī)軸彎曲，則必須將其拆下以拉直或更換轉(zhuǎn)子。調(diào)整同軸角度后，大多數(shù)增速器維護(hù)保養(yǎng)不到位的都將被拆除、更換或重新安裝，如果剎車片失效，則需要及時(shí)更換彈簧，同時(shí)還需要調(diào)整剎車片之間的間隙。微機(jī)速度控制問題需要解決微機(jī)可能出現(xiàn)的干擾問題，消除干擾接收部分，屏蔽微機(jī)的輸出信號，控制系統(tǒng)進(jìn)而消除缺陷，同時(shí)也要排查速度傳感器是否損壞。

3.3方向無法調(diào)整或方向調(diào)整無效

順風(fēng)或方向舵調(diào)節(jié)的阻尼器阻力太大;用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)頭的擺輪游絲的張力和傾斜速度很小或無效;相位調(diào)節(jié)電機(jī)無法控制或軸承由于年久失修而損壞;風(fēng)速表或轉(zhuǎn)速表發(fā)生器的誤差;轉(zhuǎn)盤軸承方向的粗砂或潤滑不良;轉(zhuǎn)盤軸承的高阻力或損壞以及錯(cuò)誤的計(jì)算機(jī)指令都是這類問題的原因。因此，要解決此類故障，就需要先停止機(jī)器，然后再調(diào)節(jié)阻尼器彈簧壓力。如果將游絲調(diào)整到使傾斜或扭轉(zhuǎn)頭超過額定風(fēng)速，應(yīng)及時(shí)更換游絲。若啟動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的電子控制已損壞，因此需要及時(shí)更換或更換電動(dòng)機(jī)軸承，并且必須在重新安裝后進(jìn)行調(diào)節(jié)。電動(dòng)機(jī)的定子部分必須短路或斷開，重新檢查并重新接線。如果轉(zhuǎn)盤軸承上有灰塵，則必須及時(shí)清潔。如果軸承損壞，則必須卸下并更換機(jī)艙。

4中國發(fā)電機(jī)的維修成功方式

4.1狀態(tài)維修

這種檢測方法主要用于發(fā)電機(jī)狀態(tài)的日常檢查，檢查后通過識別發(fā)生故障的位置來進(jìn)行有效的測量。以專業(yè)的手段對測量結(jié)果進(jìn)行分析，并與過去記錄的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，采用人工智能來分析和對比檢查數(shù)據(jù)。對于檢測到的發(fā)電機(jī)狀態(tài)周期，則需要具有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的人員制定細(xì)致而詳盡的計(jì)劃，以確保維護(hù)效率。計(jì)劃并采用針對性的方法對每個(gè)位置進(jìn)行詳細(xì)檢查，以達(dá)到理想的效果。對于檢測到有問題的發(fā)電機(jī)，即使由員工修理也不應(yīng)拖曳，而對于運(yùn)行良好的發(fā)電機(jī)，可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整檢測周期。這樣，就可以保證一定的安全性和效率，并且可以減少經(jīng)濟(jì)支出和人力投資。不僅如此，與計(jì)劃維護(hù)相比，狀態(tài)維護(hù)減少了工作的盲目性，提高了檢測效率和發(fā)電機(jī)使用效率，因此得到了國家的支持，現(xiàn)階段已成為發(fā)電機(jī)檢測的重要方法。

4.2狀態(tài)檢修方式

維持風(fēng)力渦輪機(jī)狀態(tài)的任務(wù)目標(biāo)是在風(fēng)力發(fā)電過程中穩(wěn)定住每個(gè)主要組件的運(yùn)行狀態(tài)。對于在此期間存在的潛在安全隱患以及潛在問題，需要快速找到并采用合理的解決方案。要估算和檢測發(fā)現(xiàn)的任何缺陷，請專業(yè)人員對技術(shù)和管理采取一系列有效的方法和措施，來進(jìn)行有效的控制。這樣，可以避免給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至可以在問題發(fā)生之前避免發(fā)生問題，最終達(dá)到提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率并延長發(fā)電機(jī)壽命的目的。對于這種檢測模式，必須在檢測期間逐一檢查重要方面，例如發(fā)電機(jī)和電氣系統(tǒng)，進(jìn)而在最大程度上減少將來發(fā)生故障的可能性。

5維護(hù)系統(tǒng)的組成

對于某些大型發(fā)電機(jī)，問題通常是葉片和控制裝置系統(tǒng)和偏航系統(tǒng)等組成。如果這部分有問題，整體電動(dòng)機(jī)的運(yùn)作效果將會(huì)變得很差，由于這些問題，從而會(huì)致使發(fā)電機(jī)停止工作。中國風(fēng)電大多數(shù)電場建在交通不便的無人看管的海灘或山區(qū)。這些發(fā)電機(jī)的維護(hù)可能由于地理位置的特殊性而帶來不便。如此一來就無法像以前一樣完成計(jì)劃的檢查。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因?yàn)樗枰罅康娜肆Y源和財(cái)力，從而增加了企業(yè)的運(yùn)營成本。因此，減少這些問題的方法是采用科學(xué)合理的檢查方案。

5.1數(shù)據(jù)采集與傳輸

數(shù)據(jù)收集是整個(gè)公司的基本功能，其主要任務(wù)是及時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制系統(tǒng)。收集和傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意以下四個(gè)方面。首先，通過關(guān)注來自不同供應(yīng)商的不同接口的數(shù)據(jù)源的滿意度來提高利用率。其次，要確保收集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確并符合最高要求。第三，要全力保證傳輸過程中數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性，如果波動(dòng)和泄漏較大，將會(huì)對整個(gè)發(fā)生器產(chǎn)生較大的影響，因而要盡力避免發(fā)生這種錯(cuò)誤。第四，要保證規(guī)劃過程中數(shù)據(jù)收集和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性?；诖耍涂梢源_保風(fēng)力發(fā)電的最大成功。

5.2關(guān)系數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)與收集

關(guān)系數(shù)據(jù)主要是由人們用來交換不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，迄今為止，有許多主流的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并且所有關(guān)系數(shù)據(jù)提供的接口都非常準(zhǔn)確。關(guān)系數(shù)據(jù)主要可以通過使用接口連接到各種數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)，最后，數(shù)據(jù)傳輸是通過最為直觀的方式得以實(shí)現(xiàn)的。

5.3控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

每個(gè)公司的控制系統(tǒng)都包括各種風(fēng)力發(fā)電模型和不同的接口，并且一些基本的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通過TCP、UDP等實(shí)現(xiàn)的，然后將最常見的104、101等用于相關(guān)接口?？刂葡到y(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)必須采用精確的測量方法，以確保數(shù)據(jù)收集的效率、性能和準(zhǔn)確性，建立嚴(yán)格的策略，仔細(xì)進(jìn)行計(jì)劃，從而使所有步驟得到嚴(yán)密管控并提高執(zhí)行力度。

6結(jié)束語

維護(hù)風(fēng)電場的狀況可以有效地確保風(fēng)力渦輪機(jī)的安全可靠生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)最小化發(fā)電機(jī)的維護(hù)成本，并使發(fā)電機(jī)組的利潤最大化。

參考文獻(xiàn)

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