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CWPC2018技术优化运维: 洛阳双瑞风电叶片有限公司运维服务部部长黎华——《定制型风电叶片运维服务》

2018-04-02 来源:东方风力发电网作者:御风者 浏览数:2025

第四届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2018)于2018年3月30日上午在江苏省阜宁县天鹅湖大酒店隆重召开,来自海内外的200多个企业、600多余位风电行业、复材行业的精英参加了本届盛会。上午的开幕式结束之后,高峰论坛分别设置了新材料、新技术专场,设计运维优化专场,新产品发布会专场,技术工艺创新专场,产业链对话专场等多个专场,将呈现大量精彩内容。

  第四届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2018)于2018年3月30日上午在江苏省阜宁县天鹅湖大酒店隆重召开,来自海内外的200多个企业、600多余位风电行业、复材行业的精英参加了本届盛会。上午的开幕式结束之后,高峰论坛分别设置了新材料、新技术专场,设计运维优化专场,新产品发布会专场,技术工艺创新专场,产业链对话专场等多个专场,将呈现大量精彩内容。
 
  洛阳双瑞风电叶片有限公司运维服务部部长黎华在设计优化运维专场做了题为《定制型风电叶片运维服务》的演讲。以下为演讲内容实录:



洛阳双瑞风电叶片有限公司运维服务部部长黎华
 
  我的发言一共分为5个部分,首先咱们先来看第一部分。风电叶片运维服务的范围和内容。
 
  中国的风电,大家都知道从2005年开始发展以来也经历了很多的曲折。那么到现在为止,到2017年为止中国肯定是稳居世界第一的发电量。截止2017年底根据中电联的数据统计,重要已经并网发电的装机量达到1.64亿千瓦,如果按照德机量2兆瓦估算,现在全中国有超过24万片的叶片在运行。
 
  大家知道风电叶片作为五大关键部件之一,成本占整机的成本15%以上。所有的风电场事故中大约有三分之一是风电叶片的损坏引起的。因此在风电叶片的全生命周期中风电叶片运行维护就十分重要。我们可以把运行维护分为三阶段。
 
  第一部分是基础的巡检阶段,包括内外部检查、部件检查、简单表面维修和简单玻璃钢维修。
 
  第二阶段是更专业的检查和复杂的维修,还有对旧叶片的翻新等等部件更换。
 
  第三阶段是更进一步,更加专业地定制检测、全面检测以及针对风场的特性、机组和叶片的特性再提出来全面优化阶段。
 
  这里面对于叶片的振动、动平衡或者静平台,这些检测。定制的检测是我们通过全面的检查、专业的检测以后,风场还有整机、叶片的具体情况去进行定制化的运维。比如说定制的增效、除冰,当然还有防腐蚀等等一系列。
 
  刚才讲到第三个部分,咱们通过全面的检查以后提出的全面的定制化的运维就是我们今天要讲的主要内容。对于定制化运维,我们首先要谈一个问题,为什么要进行定制化运维,这里面有几个方面的原因。
 
  第一个是叶片运维的特殊性。我们的叶片运维是一个高空作业计而且是一个特级的高空作业,这是第一方面。所以说因为是特级的高空作业,所以我们的安全和规范性就显得非常重要。
 
  第二个原因是我们根据客户的不同需求,要求我们必须进行定制。这里面客户的不同需求就包括很多方面,比如说有的客户要求一个快速、高效的检查,有的客户就针对不同的问题,要求提出来不同的检测。当然有的客户就需要针对不同的问题进行改进。
 
  第三个是复合材料的可设计性也要求我们必须进行定制,这个主要是指因为咱们的风电叶片是一个大型的复合材料结构件,虽然大家看起来风电叶片外形类似,可能材料也相近。但正是由于复合材料的可设计性,而且叶片本身也是设计出来的,所以安全性、材料的选择、不同的结构涂层都是不一样的。所以我们遇到需要维修的风电叶片也必须根据复合材料的可设计性制定方案。
 
  第四个原因大家都知道风电叶片装机在不同的环境里面,比如说有风沙、雨蚀、还有雷电等等,就更需要我们去面对在这些环境下更多的问题,所以更需要定制。
 
  但是无论这里面是什么原因,我们最终的目的,就是叶片定制化运维的最终目的还是为了满足我们客户多样化的需求。
 
  下面讲到了我们的定制化运维的目的,结合定制化运维的原因,我们也开展了很多的工作。第一项我们针对风电叶片运维的特殊性,就是这个高空作业的特殊性,我们也开展了一些工作。我们是为风电叶片量身定制了一个服务体系。我们在多年前就跟欧洲的设计公司、运维公司联合培训我们的人员,建立我们的体系。这里面技能有很多,一个是高空作业技能,后面会讲到主要是高空绳索技能。
 
  我们针对不同的客户需求也开展了一些工作。这里面分成三个部分。
 
  第一项工作是我们专门为高空作业开发了高空作业技术。这个高空作业技术是不同于咱们目前行业内通常所用的小吊篮的方式,我们目前开发的比较快捷的,这个技术名称叫小飞人绳索技术,或者是小飞人的高空行走技术。这个技术特点最初的来源,很多人会以为是蜘蛛人,我们的小飞人绳索技术跟蜘蛛人的技术有很大区别。
 
  首先蜘蛛人只能垂直上下,但是小飞人可以在叶片上下、左边甚至S型都可以行走。而且小飞人绳索技术实际上有两个,刚才说到蜘蛛人是方便快捷。另外小飞人适合什么行业?用处比较广泛,在消防安全上比较多。所以小飞人是结合了蜘蛛人的快捷方便的特点,有很多的安全配件整合而成。所以说这是我们开发的小飞人绳索技术,是专门为了叶片的运维开发的。
 
  接下来我还要讲一下小飞人绳索技术到底在叶片运维过程中有什么样的优势?第一个小飞人绳索技术能不能进行巡检?我们可以说小飞人绳索技术可以进行百分之百的巡检,我们所有的叶片可以用小飞人绳索技术进行检查。我们目前使用的小型的吊篮有一些区域是没法到达的,比如说叶片最宽的地方和叶根的根部是没办法到达,但是我们的小飞人绳索技术可以到达。
 
  第二个方面是对于维修,目前叶片在运行过程中出现的大部分问题可能是一些小的问题,并没有那种特别大的,所以对于维修来说,80%的维修项目都是可以开展的。20%的是即便你用小吊篮也没有办法做的,损伤特别严重的必须用大型平台。所以可以说从检查的项目来说,小飞人绳索技术可以跟吊篮一样,有一些小吊篮做不了的,小飞人也能做。
 
  第二个方面小飞人技术非常地方便快捷。我下面有几个数据。我们讲一下快捷方面,我们以检查一台叶片机组为例,假如说机组准备时间是1小时,我们的小飞人绳索技术准备时间大约是5分钟,我如果用望远镜在地面上看到缺陷在什么位置,从地面到缺陷的位置只需要大约5分钟时间。也就是如果我们按照巡检来说的话,检查一套叶片的时间大约是3个小时,一天最少检查3套叶片,效率非常高。从检查的效率上来说比小吊篮节省很多时间。
 
  安全方面也非常重要,小飞人绳索技术是非常安全的。有一个协会叫国际工业绳索技术协会,他们统计了一些数据,出现人员伤亡事故为零。也就是说小飞人绳索技术是非常安全的,我们所有的小飞人设备,包括绳索、安全配件全部是进口的,而且我们制定了详细严格的制度。
 
  这个就是为了确保百分之百的安全,我们从小飞人绳索技术开始应用以来,没有出现任何一起以外事故,这个是小飞人绳索技术的优势。那么小飞人绳索技术到底进我们今天讲的定制型运维有什么关系?大家知道目前高空作业有很多种方式,蜘蛛人、小飞人、吊篮,还有吊车进行高空作业。这些方式其实我们都可以做,但是我们会根据工厂的不同条件,包括维修的不同的方案,包括特定的操作场景,我们会选择一个适用于这个风场的特定的高空作业方案。我们会优先选择效率比较高小飞人绳索技术。如果我能够把时间降低到最低,也就意味着提升了潜在的发电量。我们的最终目的还是为客户解决问题。
 
  我们针对不同的客户需求开展的工作,我们也有无人机的快速巡检技术,这个比刚才小飞人还要快,这个可以20、30分钟可以把一台机组、三个叶片检查一遍。我们有高空无损技术,可以检查外部看不出来的内部缺陷。
 
  第三个可以检查附着力,检查那种载荷,也可以监测载荷。载荷在线监测,可以在叶面上监测叶片实际运行的载荷和理论的是否有区别。当然也可以对一些可能出现的问题做运行。我们还可以做一些对于平衡的检测、振动的分析,包括角度的检测等等。我们开发的所有这些技术都是定制开发,为客户找到最佳的解决方案。
 
  我们针对不同的客户定制的最后一方面内容是增效技术。这两三年以来,我感觉整个增效这一块是特别火的。这里面可能大家平时都会见到,开发了很多技术。比如说叶尖延长的技术,现在也很多。然后有涡流发生器,有叶尖小翼等等。这些技术都能够一定程度上增加发电量,我们都能做,而且我们可以给出来一些建议的组合。比如说第一个方案是单纯的涡流发生器,单纯的涡流发生器相对来说投入少得多,增加的发电量是0.5%—1%。第二个涡流发生器和叶尖延长的组合,这个投入更多,发电量增加大约3%—5%。第三个组合是小翼和扰流条、翼刀,可以增加5%—15%的发电量。我们也评估过按照方案三,需要三年的时间回收成本。
 
  除了这些之外,我们还要考虑整机、零部件的安全,还有安装施工过程中的成本和工艺,通过这些我们才能给客户定制开发一款使用于这个风场的增效技术。我们后面还有一些案例来讲,所以这里就不再说,后面还有进一步的说明。
 
  我们针对前面的复合材料可设计性的目的,我们把维修方案说一下,需要定制维修方案。前面讲到复合材料具有可设计性,也有可维修性。风电叶片作为一个比较大型的复合材料结构件,虽然外形相近,但是材料的使用等等都不相同,所以我们需要进行定制,根据材料来定制。
 
  刚才讲的,我们需要从设计、根源上去定制之外,我们在具体的工程中,很多的选择都会影响我们最终的结果。比如说打磨方式、材料的选择、所使用的工具,加热的工具、打磨的工具、工艺的选择,都会影响最终复合材料、叶片最终维修的效果。
 
  这张图是我们做了一个比较小的测试,也就是说我们采用不同的材料去打磨,这里面包括打磨完了以后用什么样的溶剂对表面进行处理,当然还有很多细节上的性能测试。就是这些很小的细节的测试,也会影响符合材料,叶片整个结构最终的性能。所以我们在整个风电叶片的定制运维过程中首先要对问题进行判定,比如说用小飞人对问题进行快速地判定,什么样的材料、结构等等这些要判定清楚,然后根据叶片本身的特性、材料的使用,再制定一个合理的工艺和处理方案,包括检查叶片的方案。有了这个方案之后才去开展施工,这个实际上也是我们为客户解决问题。不要说这个问题可能两年、三年之后又出现了,所以这个是我们的目的。
 
  针对前面讲的目的,不同的装机运行环境要求我们要定制不同的运维手段,刚才讲到风沙、雨蚀、冰冻等等恶劣的情况下,或者腐蚀的情况下,叶片要损害,这里面发电量也会有损失,噪音也会有影响,这些问题都需要解决。我们也开发了一些对应的手段,比如说防冰、除冰,涂料是一方面,我们也有定制化的测试。我们可以对高空进行涂层,这是针对环境的要求定制的专门的运维手段。
 
  下面就是刚才提到的增效,前面讲了很多措施,定制型的风电叶片运维。这里面大家可能比较感兴趣的是叶片的增效。这个增效技术已经用在了好个风场。比如2015年的时候实际上就是在三年前,我们在贵州的五个风场已经装过。当时平均风速是6.52米/秒。这个已经经过了第三方的评估,增效比例大约是6.5%。第二个案例是江苏某风场,这个是93机型,平均风速是5.48米/秒,这个项目目前还在评估,结果可以达到10.75%左右。
 
  第三个也是贵州的风场,这是82机型,平均风速是5.5米/苗,这个初步评估结果也能达到10%以上的增效比例。我们刚才讲到的增效过程,我们需要整机的特性、叶片的特性,当然还需要客户给我们一个需要达到多少增效比例的目标。有了这些参数之后,我们才去进行整个增效系统的设计和结构设计。我们还要进行生产制造、较孔安装、评估验收,我们从开始设计到评估都有第三方介入认可。这个是我们在增效方面做的一些案例。
 
  我们在整个风电叶片的运维方面开展了一些基础的工作,接下来也希望跟各位专家一块探讨,共同推进行业的进步,我们认为标准化肯定是趋势,但是定制化一定是为了满足不同的客户需求、实现产品价值延伸、实现风场运营的精益增效,以客户为导向的定制型风电叶片运维服务始终存在,也必将反向推动新技术诞生和行业进步。
 
  (内容来自现场速记,未经本人审核)

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