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風機事故引關注 多方積極應對安全挑戰
2025/3/12 8:39:45 來源:中國工業報 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:2025年2月7日,江蘇宿遷泗陽成子湖大道上一臺風力發電設備被大風吹倒,再次引發社會各界關注。隨著風機大型化進程的加速推進以及老舊風機退役改造任務的日益繁重,近年來,風機質2025年2月7日,江蘇宿遷泗陽成子湖大道上一臺風力發電設備被大風吹倒,再次引發社會各界關注。隨著風機大型化進程的加速推進以及老舊風機退役改造任務的日益繁重,近年來,風機質量與安全問題逐漸浮出水面,成為制約行業健康發展的關鍵因素。
風機葉片斷裂事故頻發
事實上,風電行業的安全事故并非個例,無論是國內還是國外,類似的事故時有發生,給整個行業蒙上了一層陰影。2024年,美國德克薩斯州某風電場的VestasV150-4.2MW型風機發生倒塔事故,造成了嚴重的經濟損失;德國薩克森州某風電場的SiemensGamesaSG14-222DD型風機突發火災,對周邊環境和設備造成了極大的威脅;西班牙加泰羅尼亞某風電場的NordexN131/3000型風機葉片斷裂,影響了風電場的正常運行。深入分析這些事故的成因,可謂多種多樣,涵蓋了基礎施工質量不過關、電氣系統故障頻發、葉片材料存在缺陷,以及日常維護工作不到位等多個方面。
那么,究竟是什么原因使得風機葉片成為了質量問題的“重災區”呢?一位長期奮戰在風機制造一線的員工向記者透露,風機在實際運行過程中,有時會遭遇極其惡劣的極端天氣狀況,尤其是海上風機,經常要面對風力高達17級的超級強臺風的侵襲。在這種極端強大的風力作用下,葉片所承受的載荷遠遠超出了其最初設計時所設定的極限值,這無疑是導致葉片出現斷裂的一個重要外在因素。
金風科技股份有限公司業務副總裁兼中南大區總裁劉萬平也表示,葉片作為風電機組中成本占比最高的關鍵部件,其損傷和失效的原因可能是多方面的。既可能是由于在設計、工藝、制造、運輸、吊裝調試等過程中出現的偏差或問題所導致,也可能是受到運行時極端風況、雷擊、臺風或冰災凍雨等惡劣環境因素的疊加影響。
那又該如何避免葉片的風險。一位風機廠維修員工表示,風機葉片在設計、制造以及運維等關鍵階段,對技術水平和管理能力都提出了更高的要求。劉萬平曾提到,隨著葉片大型化、超大型化,在設計、制造、運維等方面有很多技術課題有待突破,相關方需要從認知、標準、運維和維修能力等方面同步提升。
近年來,為了追求更高的發電效率和更好的性能表現,部分風機葉片采用了全新的材料和創新的設計理念。然而,新材料和新技術的應用雖然帶來了性能上的提升,但同時也伴隨著一些新的風險挑戰。由于這些新材料在實際應用中的時間相對較短,其長期的性能穩定性和可靠性尚未得到充分的驗證,相關技術標準和檢測規范也有待進一步的完善和細化。
多方統籌避免問題發生
與其他裝備產品一樣,風機在投入運行后的維護保養工作同樣至關重要。如果在風機運行期間,未能嚴格按照科學合理的運維計劃進行全面、細致的檢測和維護,那么就很可能無法及時發現葉片內部隱藏的各類損傷問題。
因此,為了確保葉片的安全穩定運行,必須采用高可靠的設計方案,并實施高標準的運維管理措施。所謂的高標準,具體包括缺陷等級的標準化界定、服務能力的標準化建設、方案認證的標準化流程、閉環過程的標準化控制以及智慧應用的前沿化探索等多個方面。
從整個行業的長遠健康發展角度來看,業主、整機廠、葉片廠以及第三方維修單位等相關各方,都需要在認知水平、技術標準、運維能力以及維修技術等方面實現同步提升,形成合力,共同應對風電大型化帶來的挑戰。
在運維管理方面,其作為風電場全生命周期管理的重要一環,涵蓋了眾多復雜的工作內容和關鍵環節。
據記者深入調查了解,目前風機葉片的運維工作主要包括常規檢查和簡單保養兩個方面。常規檢查通常是指對葉片的外觀進行仔細檢查,查看是否存在明顯的損傷、裂紋、腐蝕等情況,同時對葉片上的螺栓進行緊固,防止松動。這類常規檢查的成本相對較低,每次對每片葉片進行操作的費用大概在5000元至10000元左右,主要包括人工費用以及少量的耗材費用。
除了常規檢查之外,運維工作還會根據葉片的實際運行狀況和使用年限,進行一些更深入的檢測和保養項目,例如對葉片進行清洗,去除表面的污垢和附著物,以提高葉片的氣動性能;對葉片的涂層進行修復,增強其防腐和耐磨性能等。這些更深入的運維項目會使成本有所增加,每年對每片葉片進行此類操作的費用大概在1萬元至3萬元左右,具體費用會根據葉片的大小、維護難度以及所采用的技術和材料等因素而有所差異。
而當風機葉片出現較為嚴重的問題,需要進行全面檢測和較大規模的修復工作時,例如對葉片的內部結構進行詳細檢測,查找隱藏的損傷并進行修復,或者更換葉片上磨損嚴重的部件等,運維成本將會大幅上升。通常情況下,每三年對每片葉片進行一次這樣的全面修復工作,費用可能在5萬元至10萬元甚至更高。如果在檢測過程中發現葉片存在極其嚴重的問題,需要進行特殊修復,例如修復葉片的結構強度、更換部分結構件等,那么成本將會更高,甚至可能超出預期。
由此可見,在風電設備大型化的背景下,制定一個科學、高效的運維計劃顯得尤為重要。有研究數據表明,海上風電機組的維護成本至少是陸上風電機組的2倍以上,運維成本在風電場的經濟收入中所占的比重高達30%-35%,其中約25%-35%為定期維護費用,而65%-75%為事后維修費用。這組數據深刻地反映出了運維成本對于風電產業經濟效益的重要影響,也進一步凸顯了優化運維策略、降低運維成本的緊迫性和必要性。
共筑風電高質量發展格局
面對風電行業當前所面臨的質量安全嚴峻形勢,各方力量紛紛積極行動起來,共同努力尋求破解之道,推動風電行業朝著高質量發展的方向邁進。
在風機葉片報廢方面,2025年之后,國內將迎來首批集中退役的陸上老舊風機,需要相關主體未雨綢繆,提前明確退役風機處理等問題。從風電葉片來看,行業數據顯示,2018年我國風電葉片約有3456噸退役;到2025年,退役葉片將達8112噸;2025年之后,我國將迎來一大波風電葉片報廢潮,退役葉片總量更是將迅猛增長,2028年退役總量將達412784噸,2029年更是高達約715664噸。有行業人士對此表示,報廢風機葉片的無害化回收問題,需要跨部門、跨領域、跨行業協同合作,找到具備可持續性的商業模式,搭建“報廢葉片回收物質循環利用平臺”,讓報廢葉片回收處置形成完整閉環,建立起回收生態,從而促進產業健康可持續發展。
此外,各大風電企業深刻認識到技術研發和創新投入對于提升產品質量和安全性的關鍵作用,紛紛加大在這方面的資源配置。
例如,金風科技通過構建起“風模型-整機仿真-子系統結構/動力學分析-五級數字孿生驗證”這樣一個多維度的理論及實驗體系,從基礎研究入手,不斷積累技術儲備,為產品的優化設計和質量提升提供了堅實的技術支撐。同時,企業還高度重視質量安全管理體系的建設和完善,從原材料采購、生產制造流程、產品檢測檢驗到售后服務等各個環節,都建立了嚴格的質量標準和管理制度,確保每一個環節都能夠嚴格把控質量關,將質量安全隱患消滅在萌芽狀態。
在與眾多業內資深人士的交流探討中,一個清晰的共識逐漸形成:“質量”已經取代“價格”,成為當下風電行業發展進程中最為關鍵的核心關注點。為切實提升風電機組葉片的安全性與可靠性,有效防范潛在的風險隱患,各大能源央企以及相關單位紛紛行動起來,采取了一系列具有針對性的措施。
近期,三峽能源集團專門召開了風機葉片風險防范專題會議,著重強調在葉片設計階段就必須充分考慮并防范各類風險因素。
會議期間,葉片制造商、行業專家以及葉片認證單位等各方代表分別就葉片生產過程中的質量控制要點、整機與葉片的匹配性優化、葉片設計認證流程以及檢測標準的完善等重要議題展開了深入而細致的討論,旨在從源頭上確保葉片質量,降低事故發生的概率。(記者 郭宇)
轉自:中國工業報
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