风力发电机组重要大部件损坏后的处理流程研究

薛鹏，李鑫泉，刘立峰，王敏星

（中国航天万源国际（集团）有限公司，北京 100076）

风力发电机组是通过获得风能进行发电的电力设备，其机械结构系统一般由叶片、轮毂、变速箱、发电机、机舱、偏航轴承、调桨轴承等重要大部件组成，这些重要大部件都位于几十米甚至上百米高的塔筒上，一旦损坏将直接导致停机故障，并且无法快速更换，风电企业应该做好处理流程预案，发生重要大部件损坏的情况时，必须快速处理，减少损失。

1 重要大部件损坏的现场处理

（1）加强日常管理，及时预警风险。现场运维管理部门日常监控管理风力发电机组运行情况发现，重要大部件运行状态发生异常时，应及时向公司质量管理部门、技术支持部门和综合计划管理部门报告大部件质量异常情况，提出预警，并进行现场运行情况检查和停机检查。

（2）发现重要大部件损坏及时停机，报告情况。现场运维工作人员发现重要大部件损坏及时停机、保护现场，立即主动报告运维管理部门领导，并填写重要大部件损坏情况，报告公司质量管理部门、技术支持部门和综合计划管理部门，报告的主要内容包括风机所在风场、机位号、风机机型、大部件名称和序列号、大部件供应商、故障发生时间、故障描述、损坏件情况、损坏件发生频次等，以及现场已经进行的检查工作情况和现场紧急处理情况。

（3）运维管理部门向风场业主和保险公司报告情况，申请理赔，根据保险公司的要求，组织报送故障情况报告、现场情况记录和照片等，在保险公司没有确定可以进行处理前，先不要处理损坏的大部件。

2 现场勘察损坏情况，提出处理方案

（1）公司质量管理部门迅速组织技术人员和损坏大部件的供应商技术人员、管理人员到现场勘察现场情况，收集风力发电机组运行数据和大部件损坏信息，初步分析损坏原因，完成编写损坏大部件的现场情况和问题原因初步分析报告。

（2）技术人员根据问题原因初步分析结果，提出现场损坏大部件的处理预案：根据损坏大部件的情况和以往的工程经验，如果是之前已经发生过的并且已经知道原因，制定过预案的问题，可以按维修或是更换预案组织处理；如果是之前没有发生过的新情况，原因也不清楚的问题，要组织进行更进一步的技术分析，组织质量问题归零，再确定最终处理方案，在最终方案确定之前，也可以采取临时处理方案维修或更换损坏的大部件，以免过多的影响风机运行，造成很大的发电量损失。

3 现场恢复生产的应急处理

由于风力发电机组大部件损坏后，一般分析问题原因涉及的人员多、信息资料多，有的还需要供应商共同参与分析，所以周期很长，而现场往往无法承受太长时间的等待，根据风场业主的要求，一般在一定时间内必须恢复风力发电机组的运行生产，所以，在技术人员分析问题的同时，运维管理部门可以先向综合计划管理部门申请调拨备件、批准开展损坏大部件的维修或更换工作。综合计划管理部门下达维修或更换工作的同时，也要根据备件的库存情况考虑是否要求采购管理部门采购备件。

4 现场问题原因分析流程

（1）组织重要大部件供应商进行原因分析。①设计和生产质量复查。由采购管理部门和质量管理部门组织重要大部件供应商技术和质量团队，根据大部件损坏的现场检查结果和运维管理部门提供的风力发电机组运行情况数据，开展设计和生产质量复查工作，主要复查的内容包括设计模型、参数复核，设计结果复算，图纸和技术要求复查，生产资料复查，试验报告、检验验收报告复查等。②故障分析。由技术部门组织重要大部件供应商技术和质量团队，根据风力发电机组运行工作情况，通过计算、仿真和故障模拟试验等方式，对大部件损坏原因和机理进行分析，最终查出损坏问题原因。通过对损坏大部件累计工作时间和出故障次数，以及相同损坏模式发生的次数信息的整理、对比和分析，估计该损坏模式的出现概率和问题性质，判断影响的大部件产品数量。供应商产品的问题原因一般包括以下几个方面：设计原因（设计方案不合理、设计计算错误、设计图纸错误等）、材料不符合技术要求、工艺原因（工艺设计错误、工艺文件差错、工艺流程执行差错等）、生产操作错误、检查验收原因等。最终由技术部门完成损坏大部件供应商原因分析报告。

（2）组织现场运维管理部门进行原因分析。在组织供应商进行原因分析的同时，质量管理部门也要组织运维管理部门进行原因分析，开展运维工作质量复查工作，损坏大部件主要复查的内容包括风机运行参数设定值复查、运行记录异常情况汇集和分析、监控数据异常情况检查、定维定检记录检查、维修记录检查等；完成异常情况统计分析报告。对其它还没有发生异常情况的大部件，也要结合损坏大部件的异常情况统计分析报告开展运行情况检查，完成相应的检查报告。最终由技术部门完成损坏大部件现场运行维护原因分析报告。

（3）组织技术部门进行设计原因分析。由总师系统或质量管理部门组织技术部门开展风力发电机组设计复核复算。原因分析一般采用采用故障树方法进行，以故障（异常）事件为顶事件，列出所有可能的故障模式进行分析排除，最终查出问题原因。主要复查的工作内容包括：技术部门应首先对照合同技术要求和风场风资源数据，开展风力发电机组总体载荷设计计算的复核复算，仿真模型和参数复核、设计结果复算，验证试验设计参数复核，产品技术状态符合性检查、损坏模式分析、损坏模式（仿真）复现验证。

通过开展全面的损坏原因分析排查工作，最终由技术部门完成损坏大部件原因分析报告，并根据问题的原因、性质和涉及的风机数量，制定问题处理技术方案。

5 制定问题处理实施方案并组织实施

技术部门制定问题处理技术方案后，综合计划管理部门应召集质量管理部门、采购管理部门和运维管理部门，与技术部门共同协调损坏大部件的处理实施方案和计划并组织实施。实施方案和计划应包括以下工作内容。

（1）明确大部件损坏问题具体处理实施方案、其它风机预防方案、完成标志和责任部门、单位，并有明确的计划节点安排。

（2）开展举一反三工作，根据大部件损坏产生原因的机理分析，责任单位应检查本单位同类产品是否可能发生类似的问题，要明确纠正措施和纠正计划，报送综合计划管理部门和质量管理部门，由这两个部门负责监督纠正措施按计划完成。其他单位也应根据责任单位的经验教训，检查本单位是否也存在类似问题隐患，同类问题不允许发生两次。

6 质量问题归零工作

（1）技术归零。大部件损坏问题处理完成后，经过一段时间的运行验证，证明处理方案有效可靠，由责任单位负责完成技术归零报告的编制和签署，由质量管理部门组织评审后存档。

（2）管理归零。①责任单位应组织查明问题产品的形成过程和问题发现过程，分析造成问题的管理制度规定和执行方面的原因，查找管理上的薄弱环节或漏洞；有针对性的完善体系文件、规章制度和规范标准等，加强制度执行的监管控制力度。②依据问题原因确定相关人员应该承担的责任，总结经验教训，并依据规章制度严格考核处罚，对组织处理问题有功人员也应及时按照规章制度给予奖励。③对修订完善的制度和标准开展宣贯和培训。④责任单位负责完成管理归零报告的编制、签署和归档。

7 结语

风力发电机组重要大部件的质量问题对风机的运行和发电量至关重要，维修和更换的成本很大，关系到主机供应商，乃至风场业主的“生死存亡”。对于单个重要大部件质量问题也要给予高度的重视，重要大部件发生损坏时千万不能“一换了之”，要严格执行预定的问题处理流程，通过全面深入的分析问题，积极实施整改，将问题苗头消灭在萌芽状态，不把一个问题放任发展到批次性问题，就可以将问题隐患限制在可控范围内，保证风场总体正常运行。