洛阳双瑞部长助理孙光佳:《风电叶片全生命周期运维服务》_东方风力发电网
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洛阳双瑞部长助理孙光佳:《风电叶片全生命周期运维服务》

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-04-13   来源:东方风力发电网  浏览次数:1419
核心提示:2019年4月11—12日,第五届中国国际风电复合料高峰论坛(CWPC2019)于中国重庆隆重召开。在大会专题三:匠心独运 臻于完美——“智慧运维 安全认证”中,洛阳双瑞风电叶片有限公司部长助理孙光佳发表了题目为《风电叶片全生命周期运维服务》的精彩演讲。
   2019年4月11—12日,第五届中国国际风电复合料高峰论坛(CWPC2019)于中国重庆隆重召开。在大会专题三:匠心独运 臻于完美——“智慧运维 安全认证”中,洛阳双瑞风电叶片有限公司部长助理孙光佳发表了题目为《风电叶片全生命周期运维服务》的精彩演讲。
 
  以下为演讲实录:


 
  很高兴今天能够在这里跟大家探讨,我的报告主要分五部分。
 
  首先看一下行业背景,我国风电行业发展非常迅速,根据国家能源据统计的数据,截止2018年底我国风电装机量达到了18.4亿瓦。风电叶片作为风电机组五大关键部件之一,成本虽然仅占风电机组总成本15%左右,但风电叶片的故障所造成的综合损失,已经超过了总故障损失的30%。
 
  我们从右边图片中可以看到,叶片全生命周期失效风险,运行可能性差、发电量降低,不达标,造成直接经济损失。叶片有一些微小的损伤,或者微小裂纹,没有被及时发现,及时处理,随着运行时间增加,可能会导致裂纹不断扩展,会形成叶片的报废,甚至导致叶片断裂。
 
  随着时间的增加,叶片的维修和更换成本越来越高,不仅如此,还面临更多的问题,还有一些早期叶片,存在没有库存,甚至没有人生产,原生产厂家倒闭的现象。就算有人愿意生产,有可能因为工期,或者原材料采购原因,造成叶片的生产周期长达十月,甚至半年一年。还有叶片的生产成本,以及运输吊装产生的修复成本,导致更换一片叶片,需要数百万元的代价。
 
  从下面这张图可以看出,叶片的故障问题主要分为前缘腐蚀、雷击损伤、掉漆、开裂、鼓包等等。这些问题的维修处理,以及常规的巡检维护都将导致风机停机,必将导致发电量的损失。为了解决这些问题,并降低发电量损失,现在运用了一些多种运维技术,第一无人机自动检索,小飞人绳索技术高空检修、高高无损检测、爬行机器人检测、在线监测系统、寿命评估及预警系统。通过多手段和高效率,快速检查判定,能够达到提前数月预判叶片将会产生的问题,保障叶片全生命周期的安全运行。
 
  首先看一下无人机自动巡检,仅需要一个辅助人员巡检过程中进行观察,仅需要30分钟就可以完成巡检,成本很低,效率很高,无人机巡检避免人员高空作业问题,降低了风场的安全风险。无人机系统搭载视觉识别系统,所拍摄的照片可以分辨到毫米级别的目标物,飞行巡检的时候,可以对叶片前缘、后缘,四条轨迹进行巡检,保证了拍照高清无盲区。同时对风场的条件要求限制很少,更适用于海上风电叶片的巡检。通过无人机低成本高效率、高频次的巡检,就可以有效的避免叶片在全生命周期中最大问题的产生。
 
  第二小飞人绳索巡检,大家可以从图片中看出来,小飞人绳索技术,与小吊篮技术有什么不同?可以综合对比一下,作业人员全员接受了高空绳索技术系统培训,从右下角的图中可以看到取得的证书,高空绳索技术证书,是符合国际标准的。现阶段小飞人对作业人员的资质要求是没有的,第二是安全配置。最极端的情况下,我们的作业人员可以在一分钟之内,从100米高空安全降落至地面,小吊篮安全配置有所不足,安全性能稍微差一些,蜘蛛人安全性能是极差的。第三经济性能,小飞人绳索技术仅需要3人一组,全面巡检只需要一个小时,一天可以完成3套叶片的巡检,效率是非常高的。小吊篮跟蜘蛛人一天巡检台数也就是两台左右,效率可能稍微低一些。海上作业和作业范围来讲,对海说平台要求很小,小吊篮需要更多的资源,需要人力,甚至船只,通过拉拽的方式控制小吊篮的横向移动,同时无法到达更高的区域。作业范围有明显的空缺,蜘蛛人还是因为安全原因,根本不适合运用在海上作业。
 
  从右边这张图对比一下高空作业技术在经济性跟效率性上的不同。可以看到无人机巡检小飞人巡检维修技术,经济性及效率性是具有明显的优势,目前模式是什么?运用无人的批量巡检,加上小飞人对局部部分的检修结合的方式,可以使叶片运维成本降低50%左右,效率提升70%,停机时间减少70%。巡检周期减少60%,大家可以左边的两张图中可以看出来,我们的运营服务团队,取得了叶片检查及维修能力认证。我们通过叶片高空无人检测,对风场运行叶片的关键部位粘接部位进行无人检测,可以实现粘接区域和重点部位问题的发现。第二是叶片载荷在线监测系统,通过载荷传感器以实现损伤预测功能。
 
  内部滑行机器人检测:通过这个技术,可以使机器人进入到叶片空间较小区域,弥补了人员无法进入的问题。我们公司已经有十年的叶片生产制造经验,以及叶片运维经验,下一步逐步建成叶片损伤数据库,以及叶片材料数据库,使数据库软件不断的升级,最终形成叶片的缺陷识别判定系统。这套系统可以自动的去识别叶片的缺陷,并根据叶片的不同缺陷和不同损伤,给出有针对性的维修报告,或者维修建议。同时我们也在思考,如何去更准确更科学的掌握叶片损伤的拓展趋势,我们做了两方面的工作,我们将实验的数据跟风场实际数据相结合,形成叶片预判寿命系统,可以有针对性选择什么时候去处理叶片的损伤,比如一些小的问题可以先不处理,在风机停机维修的时候去处理,还是为了降低停机时间和发电量损失。
 
  为什么要提升叶片的价值呢?有以下几方面。第一机组和叶片在风场运行过程中随着时间的增加,发电效率或者机组性能有一个逐渐下降趋势。早期风资源评估不准确,风资源减弱这些问题会导致发电量降低,为了减少发电量损失,从叶片的增值技改角度出发,定制化开发了几种不同技改方案。
 
  定制化开发并不是说所有的风场、所有的情况都是适用,而是需要根据风场的风资源特性,兼顾考虑风机叶片的安全性,综合考虑、综合开发。我们提炼了几种有效的增效组合方式,第一就是VG,第二VG+叶尖延长,第三小翼+扰流条,第四前缘腐蚀维修。90%的叶片都存在着前缘腐蚀的问题,根据国外比较前沿的文献记载,叶片的前缘腐蚀可以对叶片有1%—8%的发电影响。
 
  这页是现在做过的一些方案、技改的案例,在贵州的风场已经装机小翼+扰流条增效方式三年多的时间,经过第三方评估验证,能够达到6.5%左右的发电量提升。其他一些风场93或者82叶片增效方案经过第三方验证,也可以达到10%的发电量提升。
 
  我们多年以来专注于这方面工作,一直秉承着合作开放共赢的态度,逐渐走出了一条多种运维模式相结合的道路。主要有以下几方面,第一是人员培训,我们总部在洛阳,建立了一套培训体系及培训基地,通过对风场人员的叶片基础知识培训,使风场人员掌握叶片基础知识,让风场人员具备初步维修能力。二全生命周期质保,消除客户对风电叶片关键大部件的后顾之忧,能够更好的使叶片在全生命周期内创造更多价值。三能源管理,减少客户增效技改投资,与客户共享收益。四托管式运营服务,通过对叶片的定期巡检,保障叶片和机组有效运营。五引入保险资源进行保障,可以彻底消除合作双方的后顾之忧。
 
  最后我国的风电行业发展非常迅速,并且前景一片光明,在叶片运维服务这一领域现在可以进步的空间还是很大的。双瑞风电愿坚持以客户需求为核心,以行业进步为已任,以解决客户问题的务实态度和行动,从叶片全生命周期中发掘更多的价值,与合作伙伴共同努力,持续推进行业高质量、可持续发展。
 
  (发言由现场速记整理,未经本人审阅)
 
 
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