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新能源企业重点反事故措施之:防止风电机组事故

来源:电力安全生产

时间:2021-07-13

1 防止风电机组倒塔事故

1.1 风电机组塔筒选型必须符合设计要求,在招标时应选择技术成熟、质保体系完善、业绩突出的制造厂商。

1.2 风电机组基础浇筑时,监理人员、风电场工程建设人员必须进行全过程旁站,对水泥标号、模板拼接、混凝土强度、钢筋规格、绑筋质量、接地连接等关键技术指标和工艺进行监督,确保基础施工质量满足设计要求。

1.3 养护风电机组基础必须严格按照施工工艺执行,并做好养护记录,基础回填应符合设计要求。

1.4 采用灌注桩锚杆(螺杆)式的风电机组基础,所有预埋锚杆(螺杆)必须进行防腐处理,锚杆(螺杆)紧固扭矩必须100%检验。

1.5 风电机组基础混凝土强度、接地电阻及基础环法兰水平度检测中任何一项不合格,禁止进行塔筒吊装作业。

1.6 定期巡视和检修维护时,必须检查基础表面有无裂纹,裂纹是否扩大,覆土有无松动,发现异常应立即停机处理,必要时应对基础混凝土强度进行检测。

1.7 新投运半年后进行一次沉降观测,此后每年观测一次,连续观测3-5 年,如没有明显变化,天然基础风电机组可延长检测周期或终止观测(某一台机组沉降速率小于0.02mm/天且沉降差控制倾斜率小于0.3%时,可终止观测),桩基础风电机组至少每年开展一次基础沉降观测。每年进行一次风电机组法兰水平度检测,检测结果应满足设计要求。

同时,还应认真开展数据对比分析工作,对指标变化异常或持续显著增大的机组,应及时进行复测并加强重点监测。

1.8 风电机组塔筒必须由具备专业资质的第三方机构进行监造,禁止塔筒生产厂商将塔筒分包生产。

1.9 塔筒法兰、板材、焊料、底漆、面漆等关键物料必须由具备相应资质的供应商提供,并提供完整的质量证明文件。塔筒生产时,应严格按照经审核批准的技术规范执行下料、切割、卷板、焊接、组对、喷砂、防腐涂层等工艺标准。

1.10 塔筒板材进厂时,必须进行复检。复检内容包括:牌号、几何尺寸、机械性能和无损检测(超声波探伤、磁粉探伤)等。

1.11 塔筒连接高强度螺栓必须由具备资质的第三方机构进行检验,复检合格后方可使用。

1.12 塔筒吊装作业必须由具备资质的专业吊装公司进行,特种作业人员(如:起重工、起重指挥等)必须持证上岗。塔筒吊装前,应严格按照技术要求对高强度连接螺栓涂抹润滑脂;吊装就位后,应及时完成螺栓的预紧和最终扭矩紧固,预紧和最终扭矩紧固方法要严格按照厂家技术要求执行。

1.13 风电企业、监理、主机设备厂家在塔筒安装作业结束后,必须联合对塔筒的安装作业进行质量复检和验收。

1.14 至少每年进行一次塔筒法兰连接面缝隙和焊缝开裂情况的检查,发现问题应立即停机并严格依据公司技术监督有关要求开展无损检测。应定期借助照明光源、反光镜、放大镜等工具检查塔筒法兰及连接焊缝是否存在面漆脱落、表面锈蚀、细微裂纹和划痕等迹象。如发现上述迹象应立即将风电机组停机并禁止启动,采取磁粉检测、超声波检测、射线检测等方式进一步开展金属检测,根据检测结果确定后续应对措施。

1.15 巡视中发现风电机组噪音和振动明显偏大,必须立即停机并对机组进行全面检查,原因未查明或未采取可靠安全措施前,不得投入运行。

1.16 定期检修维护时,必须对风电机组基础、塔筒、偏航环、主轴、轮毂、叶片、齿轮箱、发电机、弹性联轴器等关键部位的连接螺栓进行扭矩检查,并做好螺栓防松标示线。

1.17 发现塔筒螺栓松动,必须对该法兰所有螺栓进行扭矩检查;当同一部位螺栓再次发生松动,须立即停机彻底查明原因。

1.18 禁止使用拆卸下的高强度螺栓。

1.19 每年必须对各类扭矩扳手进行校验,确保紧固扭矩准确。

1.20 风电机组调试期间严禁通过信号模拟替代超速试验;风电机组定期检修维护时,超速试验、紧急停机等机组安全功能测试应严格按照厂家技术规范执行,严禁将安全链节点信号屏蔽的机组投入运行。

1.21 定期检修维护时,应对风电机组液压系统各项压力值进行检测,并对各项功能进行测试。应按规定开展液压油检测。

1.22 定桨距机组每年必须进行一次叶尖收放试验,如收不到位,应对制动盒、碳棒、定位销、液压缸和叶尖钢丝绳等部件进行检查,彻底消除缺陷后方可投入运行。

1.23 风电机组变桨系统备用电源(蓄电池、超级电容)具备自动检测功能的,带载顺桨测试至少每季度一次。

不具备自动检测功能的具体要求如下:变桨蓄电池更换后一年内,每季度执行一次蓄电池带载测试,一年以上的每月测试一次,每年进行一次单体性能测试;变桨超级电容每半年执行一次带载测试,每年进行一次单体性能测试。对检测不合格的蓄电池或超级电容应及时更换。

1.24 定期巡视和检修维护时,必须对偏航环、偏航卡钳、摩擦片、偏航滑块、偏航齿圈和齿轮进行全面检查,发现异常后应立即查明原因并及时消除安全隐患。

1.25 暴雨、台风、地震等恶劣自然灾害发生后,应立即对风电机组的基础、塔筒本体、塔筒连接螺栓、叶片、电缆、电气柜、控制柜等进行安全检查。

1.26 变桨系统测试(包括紧急顺桨、流量、调节、正弦测试)前,必须可靠锁定叶轮锁并偏航侧风90°,随时观察风向,保持机组侧风90°状态。

1.27 进行能使叶轮转动的测试(包括但不限于转速测试、电气超速测试、叶轮超速测试)前必须确认变桨测试正常、运行状态无故障。

1.28 对于液压系统滤芯堵塞报警或超使用周期的机组,应及时更换滤芯,并检查液压油是否被污染,如液压油被污染,需整体更换液压油,并开展油路清洗工作。

2 防止叶轮整体坠落

2.1 叶片吊装前,必须检查并确认三支叶片配重符合技术规范要求;风电机组安装和调试期间,必须检查叶片安装位置并进行叶片对零。

2.2 定期检查主轴运行噪音及振动情况,发现异常应立即对主轴轴承润滑情况、轴承滚珠和滚道磨损情况开展检查,原因未查明或未采取可靠安全措施前,机组不得投入运行。

2.3 每半年检查一次变桨轴承和主轴轴承的润滑状况,并按规定对轴承进行润滑和废油清理。

2.4 至少每年进行一次主轴基座两侧与机舱底盘安装位置或间隙的检查和检测。

2.5 机组发生主轴轴承温度高告警故障后,必须停机登塔检查,严禁远程复位故障。

2.6 机组发生主轴地脚螺栓断裂、轴承挡圈固定螺栓断裂或主轴位移等故障后,应立即停机查明故障原因,并进行必要的螺栓送检。

2.7 定期检查轮毂表面是否存在腐蚀和裂纹,发现异常必须查明原因,并进行必要的无损检测,原因未查明或未采取可靠安全措施前,机组不得投入运行。

2.8 定期对主轴收缩盘,以及主轴与齿轮箱输入轴安装位置进行检查,确保主轴与齿轮箱连接可靠;更换主轴后的机组,投运前必须进行急停位移测试,检查和确认主轴与轮箱的连接状况。

2.9 遇到台风或极端天气时,应提前制定应对措施,尽快消除故障缺陷,确保机组恢复正常状态。全面掌握风速动态变化趋势及风机设计抗风能力,在破坏性风速来临前,及时停运风电机组。

3 防止叶片断裂

3.1 风电机组叶片应由具备专业资质的第三方机构进行生产监造;叶片运至现场后,必须检查叶片出厂检验报告和合格证,并建档留存。

3.2 强盐蚀、强风沙等区域安装的风电机组,叶片前缘必须采取防腐措施。

3.3 风电机组叶片安装前,应对叶片整体情况进行检查,如存在裂纹、破损、疏水孔堵塞等问题必须严格按工艺要求对叶片修复处理,未经验收合格不得进行吊装作业。

3.4 加强叶片吊装过程监督,如发生碰撞导致叶片损伤,必须对损伤部位认真检查和维修,经验收合格后方可继续吊装,并做好维修记录。

3.5 定期巡视和检修维护时,必须对叶片运行噪音进行检查。当发现异常噪音后,应立即停机重点检查叶片表面有无开裂和破损,叶片内部有无胶粒脱落,确认无异常后机组方可投入运行,并做好检查记录。

3.6 每半年进行一次叶片检查,重点检查叶片表面有无裂纹、破损及雷击痕迹,叶片内部主梁、副梁和蒙皮连接处是否存在发白、裂纹、褶皱、鼓包、粘接开裂的缺陷,发现异常后应及时进一步检查处理。

3.7 叶片前后缘开裂、叶尖开裂时,应立即停机开展检查和修复工作。在损伤修复之前,禁止机组投入运行。

3.8 基础施工结束后,必须测量机组工频接地电阻,阻值不应大于4Ω。投产后的风电机组,应每年进行一次基础工频接地电阻检测,不合格或与往年相比明显变大时,要立即查明原因,并进行必要的整改。雷害严重的风电场在必要时应测量机组接地装置的冲击接地电阻,电阻值应小于10Ω或不大于设计值。

3.9 大风、暴雪、冰冻等极端天气后,应加强叶片的巡视检查。雷雨过后,要及时检查机组(特别是山坡迎风面)叶片有无哨音,有无雷击痕迹;对于有雷击痕迹的机组应一步检查叶片内部防雷引线是否完好,检查接闪器附近区域是否有烧灼,并及时检查避雷器动作情况,记录放电数据。

3.10 叶片表面结冰后,应按照厂家技术规范采取远程停机、限功率运行等措施,在未采取可靠措施前,严禁覆冰机组投入运行。

4 防止齿轮箱严重损坏

4.1 风电机组齿轮箱设计、零部件选择、装配等应符合国家标准及制造商技术标准,并严格执行各级质量验收。

4.2 定期检查齿轮箱运行噪音及振动情况,发现异常后应立即检查齿轮箱弹性支撑和固定螺栓,以及齿面、轴承和润滑油状况,并对齿轮油滤芯吸附的铁屑情况进行细致检查。

4.3 定期检修维护时,必须严格检查齿轮箱弹性支撑固定螺栓、齿轮箱收缩盘固定螺栓的紧固扭矩,并做好螺栓防松标示线。

4.4 每年更换一次齿轮油滤芯、辅助滤油系统滤芯,并对滤芯吸附的铁屑情况进行检查。情况严重的齿轮箱应立即开展箱体内窥镜检查,并对油液检测分析,在故障确认之前,禁止机组投入运行。

4.5 每年进行一次齿轮油油样检测,并做好数据对比分析工作。如检测数据明显异常,应立即开展箱体内窥镜检查及必要的齿轮油更换。

4.6 严禁屏蔽齿轮箱油位、油压和温度信号;加强对机组急停故障的分析和处理,尽量降低机组急停次数,减少对齿轮箱的冲击损伤。

4.7 机组发生齿轮油滤芯堵塞故障报警后,应立即停机检查滤芯吸附的铁屑情况,若滤芯污染严重,需对齿轮箱进行进一步检查,不得直接更换滤芯,严禁远程复位故障。

4.8 冬季长时间停运的机组,投运前应检查齿轮油加热器,以及齿轮油循环、冷却回路工作是否正常。

4.9 齿轮箱更换过程中,应严格按照厂家技术规范要求对齿轮箱收缩盘位置进行调整和测量,严格按照厂家技术规范要求对收缩盘螺栓进行紧固。

4.10 齿轮箱更换后,必须按照作业指导书的要求对齿轮箱和发电机进行对中,并做好记录。

4.11 每年对齿轮箱弹性支撑进行检查,发现弹性支撑明显位移或不对称的情况,及时排查主轴及齿轮箱。

5 防止发电机严重损坏

5.1 定期检查发电机运行噪音及振动情况,发现异常必须查明原因并及时处理,必要时应进行振动监测。

5.2 定期检修维护时,必须检查发电机地脚螺栓、弹性支撑固定螺栓、发电机定转子固定螺栓的紧固扭矩,并做好防松标示线;定期检查发电机连接电缆有无破损、裂纹和绝缘老化现象。

5.3 定期检修维护时,应严格按技术要求对发电机前后轴承加入规定剂量的润滑脂,并清理废旧油脂。对于安装自动加脂器的机组,应定期检查润滑脂存储量,测试加脂系统工作正常,油路畅通;新更换的润滑泵需按照技术要求设定加脂时间。

5.4 发电机与齿轮箱每年必须进行一次轴对中检测,发现数据超出厂家规定的允许值时,应及时分析原因并进行对中调整。

5.5 每年进行一次发电机绕组直流电阻和绝缘电阻测试工作。风电机组停运时间超过240 小时或发生暴雨、台风、冰冻等恶劣自然灾害后,必须测量发电机定转子绝缘。

5.6 每年进行一次发电机集电环和发电机连接电缆的绝缘电阻测试工作。

5.7 发电机转子碳刷、刷握和压簧应满足设计要求。定期检修维护时,必须检查发电机集电环和碳刷的磨损情况,测试磨损监测传感器是否正常,清扫刷架、滑环和碳刷,更换长度不符合要求的碳刷的碳刷并更换压力不符合要求的压簧。碳刷必须经过打磨处理,保证碳刷在刷握中活动自如并与集电环接触良好。每次更换碳刷数量不宜超过整圈数量的三分之一。

5.8 定期检修维护时,应检查发电机转子接线盒与碳刷室之间的电缆孔洞封堵是否严密,防止碳粉进入转子接线盒,降低电缆绝缘性能。

5.9 风电机组满功率运行时,应重点对发电机转速、温度、电压、电流等主要参数进行监控,发现异常,立即停机登塔检查。严禁发电机超负荷长时间运行。

5.10 定期巡视和检修维护时,应检查永磁直驱发电机的定子风道有无放电或熏黑的痕迹;发电机自由转动时,仔细聆听内部有无异常响声,发现异常后应立即进一步检查处理。5.11 发电机维修后,应检查定转子气隙或端部等各部件缝隙,确保无遗留物。

5.12 发电机更换后,必须按照作业指导书的要求对齿轮箱和发电机进行对中,并做好记录;发电机定转子电缆接线完毕后,必须核对相序。

6 防止柔性塔筒涡激振动

6.1 使用柔性塔筒风电机组吊装需预测吊装期间风速,不得超过厂家规定;达到厂家规定高度后使用缆风绳和扰流条。吊装过程准备充分,最后一节塔筒与机舱必须同时吊上,避免无机舱长时间放置。

6.2 机舱安装后塔筒扰流条保持安装,并使用机舱缆风绳。如存在风轮无法及时吊装,在此期间需要每天派人巡视机组扰流条及缆风绳安装情况。

6.3 风轮吊装结束后执行变桨抗涡,将三支桨叶角度分布设置为厂家规定角度,并拍照确认叶片在空中的姿态。吊装人员在离开风机前确认叶片保持在抗涡激角度,叶片角度正确。在执行变桨抗涡激操作成功后,才允许拆除塔筒扰流条和机舱缆风绳。吊装完成后应尽快将液态阻尼器正确就位。

6.4 运行风电机组掉电后,应在监控系统上确认风

机是否进入变桨抗涡激模式;优先对出现通讯中断、或者报出未进入抗涡激模式的风机就地检查确认是否存于抗涡激模式,风机断电后所有机位100%目视巡检。针对掉电后未进入抗涡激的风机,应尽快使用发电机供电完成手动变桨抗涡激操作。

6.5 风电机组就地维护和检修时,应手动将风机置于变桨抗涡激状态,变桨功能受限时,可以手动偏航对风抑制涡激。叶片螺栓维护过程中发现振动过大,应在确保两支桨叶在安全位置的情况下,将作业中的桨叶手动变桨至零度。

6.6 风电机组发生安全链故障,应优先快速恢复安全链故障,或手动偏航抗涡、手动变桨抗涡。变桨系统故障时,如果振动过大,可在两支叶片在>85 度的情况下,将任一可控桨叶手动变桨至0 度,激活变桨抗涡;如果三支桨叶均不受控,执行手动偏航对风操作,待振动减小后再进入轮毂执行手动变桨抗涡。

6.7 不拆除叶轮更换大部件时,首选主控变桨抗涡策略;主控变桨抗涡策略不可用时,使用手动偏航对风+机舱缆风绳抗涡策略;在风轮锁锁定的情况下,使用变桨抗涡激方案,应确保0°桨叶角需处于风轮水平线以上。

6.8 叶片更换时首选机舱缆风绳或塔筒缆风绳抗涡策略,缆风绳方案受限时可采用扰流条方案。

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