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【技术交流】海上风电运维人员安全管理难点和相应对策探讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-10  来源:风电技术  作者:严信茂 巫占钟  浏览次数:87  
核心提示:本文通过分析海上风电有别于陆上风电及传统发电企业在运维安全管理上的主要风险因素和难点,介绍了福建海上风电运维服务有限公司在海电运维安全管理上的一些对策和方法,提出了海上风电运维标准化、体系化安全管理目标。
   前言
 
  我国拥有18000多公里长的大陆海岸线,可利用海域面积多达300多万平方公里,是世界上海上风能资源最丰富的国家之一。根据海上风能资源普查成果,中国5m-25m水深、50m高度海上风能技术开发量约2亿kW,25m-50m水深、70m高度海上风能技术开发量约5亿kW。
 
  近几年,随着海上风电政策支持力度加大,设备及安装成本降低以及配套产业日渐成熟,海上风电正迎来加速发展期。国家《风电发展“十三五”规划》显示:全国海上风电开工建设规模要达到1000万kW,力争累计并网容量达到500万kW以上。按照规划目标,未来四年年均装机量将达到100万kW。与此同时,福建、广东、江苏等沿海省份纷纷上调规划建设目标,海上风电进入快速发展期。随着大规模的海上风电项目投运,由此衍生出来的海上风电后市场运维相关问题也日益受到业内人士广泛关注。
 
  一、海上风电运维特点
 
  海上风电场远离陆地,运维难度远高于陆上风电场,相较而言,海上运维存在通达困难、作业时间长、危险系数高等难点。海上环境复杂,风浪大,作业的风险性大,而且运维人员还需要登高进行电力作业,处在高压或特高压环境,易发生人身伤亡事故。
 
  目前,海上风电大多分布于东南沿海,存在盐雾腐蚀、海浪载荷、海冰冲撞、台风破坏等因素,在恶劣的海洋环境影响下,导致风电机组螺栓、基础、电气线缆等性能下降加快,机械和电气系统故障率大幅上升,导致检修维护的频次较高,运维作业危险程度增加。同时,运维船舶出海作业,海上环境复杂,在船舶性能不够完善的情况下易发生油料泄露等,污染海洋环境。因此,如何做好海上风电运维安全管理,确保海上风电行业安全、健康、绿色发展,成为行业亟待解决的新课题。
 
  二、海上风电运维安全管理主要风险因素和难点分析

  (一) 人员涉及行业多,安全管控难度大
 
  海上风电涉及海洋工程、船舶、电力等多个行业,专业水平要求高,员工必须有较高的专业知识、技术业务水平和必要的安全操作技能。我国海上风电属于一种新兴的发电产业,发展速度快,目前还未形成一套行之有效的与其自身风险特征相适应的安全管理模式,安全风险管理评价人才不足,缺少安全风险管理工具和方法,相关部门的安全监管责任和界面不够清晰。同时,海上风电安全技术、法规与标准还不够成熟和完善,相关安全生产标准与安全规范不健全,安全监督管理缺少相对应的依据和手段。此外,运维人员大多以前从事陆上风电或者整机制造风电设备厂家,缺乏海上作业经验,行业也缺少相应的准入要求,给人员安全管理进一步增加难度。
 
  (二) 运维船舶良莠不一,海上交通安全风险高
 
  运维交通船是海上风电运维的主要装备。国外海上风电运维过程中,专业运维船作为最重要的可达性装备被普遍应用到各海上风电场,由单体船、双体船以及三体船等船型组成。国内海上风电刚刚起步,运维船也处于起步阶段,虽然各运维公司陆续有专业运维船舶投入使用,目前仍然以使用普通运维船为主,存在耐波性差,靠泊能力差等缺点。甚至有个别运维外包单位为节约成本,使用简易改造后的渔船作为人员和设备的运送工具,难以满足抗风浪、防撞击、海上施救等安全航行要求,安全风险极大。
 
  此外,海上风机开展叶片、轴承等大型部件维护工作时,运维船上人员密集,如突遇恶劣天气加之航行操作不当,会导致船舶失控或其他恶劣后果。同时随着海上风电场离岸距离加大、气候条件更加恶劣,运维交通可达率和安全性将进一步降低。
 
  (三) 安全事故发生率较高但缺乏相应救援手段
 
  由于过分暴露在盐雾、潮湿等环境条件下,海上风电发生火灾的概率要高于陆上风电。海上大容量风电机组塔筒更高、叶片更长,也增加了因雷击造成火灾事故的风险。近期报道的德国北海海域一艘正在海上作业的风电运维船发生火情以及国内一在建海上变电站发生火灾事故,均给海上风电运维消防安全敲响了警钟。同时,还需考虑台风等特殊气象条件。目前,虽暂未有海上风电作业受台风正面袭击的案例,但2006年台风“桑美”、2013年台风“天兔”给沿海风电场带来不小的损失,台风等特殊气象条件将给未来海上风电运维安全管理带来严峻考验。此外,由于海上风电场所处特殊地理位置,一旦发生事故,救援人员很难及时赶到现场,并且目前在行业内缺少相应的应急救援机制和救援手段。
 
  (四) 海上风电运维主要风险点
 
  1.人员登乘落水、挤压风险。人员落水风险主要存在于船舶海上航行和
 
  靠离风机塔基两个重要环节。目前,运维船一般采用顶靠方式供维护人员登离风机基础,即船首端顶靠船桩后,人员进行登离。期间,受风、浪、流等因素影响,同时由于目前风机基础上的爬梯设计没有统一的标准,不同基础的爬梯设计各式各样,运维船的顶靠和人员的登乘的安全难以得到充分的保障,存在人员挤压、落水风险。
 
  2.高处坠落风险。海上风电运维作业涉及高处坠落风险主要包括风机内部塔筒爬梯上行走、风机顶部出舱行走及机舱外部作业。以上部位工作中,如果不按作业指导书和操作规程操作,或没正确佩戴安全带、安全绳等个体防护用品,保护安全绳挂接位置不正确或人行梯子安装不稳、防护安全杆断裂等,都会发生高处坠落事故。尤其是风机外部高处作业时,受海风等因素影响,高处坠落风险更高。
 
  3.人员触电风险。触电风险是电力行业固有的安全风险点。在海上风电运维作业时如果是带电检查或线路中留有残余电电荷,或者拉合电源开关操作不当,当维修人员触及带电部位时,最容易发生触电事故。同时,海上雷电、大风天气频繁,受此影响,避雷针的接地点或断落的导线断头着地点附近将有大量的扩散电流流入大地,使周围地面上分布着不同的电位差。当巡视人员和其他人员进入这些存有不同电位差的区域时,会引起跨步电压触电。
 
  三、主要对策和措施
 
  尽管国外海上风电已有30多年的发展历史,但我国海上风电建设尚属启动阶段,虽然我们可以借鉴国外成熟海上风电运维有关安全管理的经验,但更主要的是必须结合实际,总结出适合我们国内海上风电运维工作的安全管理模式。海上风电场作为风力发电由陆上向海上发展的延伸,从风机设备基本配置到风电场运维管理,都具有基本相似的地方,因此海上风电场运维安全管理的基本原则和常规措施是与陆上风电场相一致的,只是根据海上作业条件的特殊性,必须有针对性措施。
 
  下面主要介绍福建海上风电运维服务有限公司在海上风电运维安全管理方面的一些做法和规划。
 
  (一) 建立健全安全管控体系,完善安全管理制度
 
  借鉴传统电力行业成熟的安全管理经验,健全安全管控体系。建立安全管理组织机构, 完善公司三级安全监督网络体系。在制定安全生产责任制、“两票三制”规定、防止电气误操作制度、巡回检查制度、消防安全管理办法等常规的安全管理制度基础上,对下海交通工具的使用、海上救生用具的配置、下海工作时机的选择、下海通讯工具配置及联络方式、下海人员合理安排等方面进行规范。
 
  明确安全“四个零事故”目标,逐级签订安全目标责任状,确保安全生产责任落实到位。提出“安全是天,人命关天”安全理念,采用电力行业三级安全教育培训、“两会一活动”、“两票三制”等日常安全管理模式,积极开展安全大检查和日常隐患排除等工作,实行安全管理“全要素、全过程、全在控”。
 
  (二) 加强安全培训,提高作业人员安全意识及技能
 
  结合理论知识和海上风电场实际作业经验,编制《新员工培训指南》、《员工安全教育培训手册》,开展专项安全培训讲座,涉及电力、船舶等安全管理基础知识。针对海上作业特殊性,对下海作业人员进行资格认定,提高行业准入门槛,除具备电业安全常规知识及技能外,还必须参加急救、海上救生、海上消防、高空作业、高空救援等专项培训,并考核合格。制定海上遇险应急处置预案,并定期安排演练,增强每一位员工的海上安全意识,提高员工海上救护和逃生技能。
 
  建立福建海上风电运维安全培训中心,统一规范海上风电作业人员安全培训体系,同时严格人员上岗前安全培训要求,通过引入国际先进的安全实训经验,即GWO(全球风能组织)BST(基础安全培训),结合目前国内海上风电运维的安全特点,开发具有特色的、针对性和适用性强的安全培训理论和实训课程,全面打造海上作业安全培训体系的规范化、标准化。通过标准的安全实训,提高作业人员的安全意识和预防、处理安全事故的能力,全面避免人员的生命健康及不必要的财产损失。培训体系涵盖:消防、急救、搬运、高空作业和救援培训、海上求生训练等方面内容。

  (三) 配备专业的运维交通船,确保海上航行和登乘安全
 
  我们在发展的海上风电运维船的过程中,应该借鉴国外成熟的经验,同时,还应该根据我国的实际情况来发展适用于特定环境、特定工作模式的海上风电运维船。目前,我司建造的运维001船舶已投入运营,该船为铝合金双体船舶,采用双机、双桨、双舵,配备顶推式人员登靠装置、全回转折臂起重机、通畅的作业甲板面积约 50平方米;可运输11名运维人员;具有舒适性强、安全性好、可达性高等特点,可广泛用于海上风电场交通和运营维护等。正在建造的运维002、003、005号高速双体运维船将分别将于2018年11月之前交付并投入使用,该高速船最高航速可达20节,集运载、人员登靠系统、配件起重及日常维护站于一体,其高速性能极大的减少风场之间通达时间,减缓横摇周期,提高舒适性的同时,进一步提高运维人员的安全。到2019年我司将有近20艘专业运维船投入运营,全方位满足以福建海上风电为主体,江苏、广东为两翼的“一体两翼”市场需求,到时将改变目前海上风电运维交通船混乱的现状,有效的减少运维人员登乘落水、挤压安全风险,提高作业人员的登乘安全可靠性。
 
  (四) 建立预警中心和急救中心,提升应对突发事件能力
 
  建立预警中心,通过信息系统的实时监测和监控,取得运维海域的实时水文,测风塔、载人运维船、运维人员等实时数据信息,通过大数据信息中心的精准计算和分析, 能自动向所有的运维船舶发出预警信息,同时在信息中心即可实时监控人员出海情况,当波浪等条件不适合出海时,即使载人运维交通船已经出海,也能够顺利召回载人运维船,从而保证运维人员的安全。
 
  成立海上风电搜救中心,填补福建沿海海上风电搜救管理链条,进一步完善福建省海上搜救指挥体系建设。中心将通过公司自有的交通船及母船、直升机配套网络建立海上搜救队伍,同时做好海上应急演练和演习工作,与省级海上搜救中心、周边各地市海上搜救中心,形成海上搜救合力,全力为福建海上风电健康发展保驾护航。
 
  四、其他安全管理上的一些建议
 
  目前海上风电标准、规范支撑薄弱,安全管理相对滞后,迫切需要国家政府部门加强顶层设计。
 
  一是从国家层面进一步明确海上风电安全监管边界。在横向上,科学划分海事、渔政、能源等部门职能,通过修订完善相关法律法规进一步明晰各部门之间的边界,构建“无缝隙”的安全监管体系。在纵向上,根据属地监管原则,进一步明确行业管理部门和地方政府在海上风电上的事权和责任。
 
  二是加快构建市场准入门槛,推动相关标准规范的制定和实施,明确运维企业、人员资质和运维交通船准入要求,规范市场秩序,从源头上控制安全风险。
 
  五、结束语
 
  海上风电行业在我国仍属于新兴产业,目前正处于快速扩张期,海上风电运维仍处于起步阶段,固有风险比较高,产业队伍还处于学习期,采取的措施仍需要在实践积累中进一步总结和完善,本质安全与行业风险管理需要从整个产业链的每个环节入手,从风险的辨识、预防、过程管控、应急救援全过程开展系统风险管理。相信随着整个行业的不断发展,在政府有关部门、业主开发单位、运维单位等各个环节的共同努力下,一定能够摸索总结出一套可行有效的海上风电运维安全管理模式,实现安全管理标准化、体系化。

 
 
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