海上风电运行维护策略

2021-03-26李方平

光源与照明 2021年7期

李方平

上海能源科技发展有限公司，上海 201100

0 引言

随着市场经济的蓬勃发展，海上风电这项绿色能源技术被广泛应用，但由于海上风电运行整体装置组成较为复杂，需要进行检查的系统及结构非常多，作业设备的检验工序也较为烦琐，在开展检验工作时难免出现一些纰漏、缺陷[1]。这就要求运行维护人员在检验过程中必须时刻保持严谨的态度，认真检查作业设备的每一个细节。

1 海上风电背景研究

风能是空气流动形成的一种动能。与其他能源相比，风能的储量很大，真正意义上实现了取之不尽、用之不竭，具有明显的优势。目前，我国风能较为常见的用途是风力发电。风力发电是指把风的动能转为电能[2]。具体来说，是将风能转化为机械动能，再将这种机械动能转化为电动能。其工作原理是利用风力驱动风力涡轮机叶片旋转，然后通过增压发动机提高转速，推动发电机发电。风力发电作为目前国内外发展较快的一项绿色能源技术，在陆地风电工程建设快速发展的同时，利用海上丰富的风能资源和先进的科学技术，逐渐开始发展海上风力发电技术。

2 海上风电运行维护现存的问题

2.1 运维标准要求不够完善

与陆地风电相比，海上风电不仅对技术的专业性要求更高，而且对作业设备的要求也更为严格，同时要求运行维护所遵循的标准规范进一步完善。然而，现阶段国内海上风电工程项目的运维标准要求还不够完善。目前，海上风电运维标准要求的内容主要是以陆地风电的已有标准为蓝本进行改编，很多内容无法适配海上风电工程实践。而且，由于各风机厂家的设备选型、耗材使用等各不相同，造成风机油脂更换、冷却液更换、各零部件保养时间等工作都没有统一的标准。

2.2 外界干扰影响作业设备

一般来说，海上风电可利用的空间非常大，但由于海洋环境的不稳定性，对作业设备来说是不小的考验。例如，海上盐雾浓度高且湿度大，如果风机密封性不足或作业设备表面的抗腐蚀能力较低，极有可能造成风机设备提早失效，从而给海上风电的运行造成不良影响。另外，自然灾害的频繁出现对作业设备的运行十分不利[3]。与陆地风电工程相比，海上风电机组基础容易受到海面、海底风浪的影响，整体运行环境具有显著的复杂多变的特征，受到非定常载荷的影响极大，这对海上风电机组基础要求非常高，若出现基础掏空，则容易导致倒塔。

2.3 工作人员安全防范意识不强

目前，国内在海上风电工程安全管理方面做的工作还远远不够。（1）部分工作人员的安全防范意识不强，未能在主观意识上意识到作业设备操作安全的重要性，没有在对设备日常使用的过程中做到防患于未然，对待设备的管理维护工作不够谨慎，难以保证海上风电安全运行。（2）没有根据国家制定的设备安全用电监管标准要求完善具体监管流程，没有做到各个区域控制设备安全状况的实时监控。另外，未能定期保养维修作业设备，导致作业设备出现不同程度的老化现象，影响了海上风电的正常运行。（3）在海上风电开始正式应用前，也没有加强完善相关设备交接试验配套工作，各个系统之间的协调工作存在不足，导致作业设备在交接试验过程中存在交叉作业的情况，从而严重影响了试验数据的准确性。（4）相关消防保护措施制备不完善，如消防水泵水压不足、水枪的射程也相对较短，无法及时疏通冲水管道。如果真的在运行过程中发生了火灾事故，就难以在第一时间将火势控制住，这样势必会威胁生命及财产安全。

3 海上风电运行维护的优化策略

3.1 完善运维标准要求

完善的运维标准要求在海上风电设备安装、使用及检验过程中发挥重要作用，因此，为了有效保障海上风电建设全程化的安全性，工作人员必须时刻保持严谨的态度，严格按照制定的运维标准要求进行管控，将保障设备安全列为管理工作重点内容，并结合实际操作需求，完善运维标准要求，规范作业设备使用操作，尽可能杜绝安全隐患。首先，工作人员要提前做好安装需要用到的材料、设备等准备工作。在采购控制设备时，应向控制设备制造商明确了解控制设备的具体使用操作方法。其次，要严格管控设备的调试运行，并建立健全相应的配套制度，以进一步提高作业设备的安全性[4]。最后，对于控制设备使用操作，必须重视技术层面，只有所应用的技术足够专业，才能够最大限度地保障海上风电运行的安全性。因此，工作人员应加强对海上风力发电技术的研究，多借鉴在这方面已取得显著成就的发达国家的经验，积极引进先进的海上风力发电技术，通过技术层面的优势互补，从而更好地服务于海上风电运行工作。另外，在执行海上风电运行维护安全管理时，可以在海上风电运行过程中配备一些视频监控装置，经由信息手段加以一体化监管，进而完成全天候监控设备运行的规范化操作，全面提高海上风电运行的安全性。

3.2 定期检查作业设备，排除安全缺陷

安全缺陷是海上风电在运行过程中直接关系工作人员安全的重要问题。现阶段，我国的海上风电在实际工作过程中存在安全隐患和缺陷，以作业设备本身的安全系统等方面存在的问题为主。在对海上风电运行的安全缺陷进行排除时，重点要对各种器械进行仔细的检查，并在海上风电运行之前做好安全系统的检查工作。目前，作业设备的安全缺陷中以火灾对海上风电运行整体的安全威胁和影响最大。因此，在对海上风电运行的安全系统进行检查时，不仅要做好各种机械设备和器械的检查工作，还要做好火灾的预防及控制工作，保证能够在火灾发生的第一时间采取措施扑灭火焰，进而保障船舶上人员的人身及各种财产的安全。除此之外，在对海上风电运行的各种机械设备进行检查的过程中，不仅要注意容易出现故障的位置的检查，还要做好机械设备的故障修理工作。

3.3 检验螺栓安装，排除主机系统缺陷

主机系统的正常运行是保证海上风电正常运行的基础。由于海上风电的主机系统在实际运转过程中主要是依靠机械设备来实现其功能的，因此其产生缺陷的原因大多也来自机械设备的运转。通过前文分析可以得知，现阶段存在于我国海上风电主机及冷却系统的缺陷主要产生于机械设备的磨损情况。在针对主机系统出现的这种缺陷进行弥补和排除时，主要检测应用于主机系统中各种机械设备的螺栓在安装过程中是否符合要求。机械设备本身在经过长时间的使用之后就会产生不同程度的磨损，而螺栓作为连接机械设备中的各种零部件的连接主体，螺栓安装的质量会对整个机械设备的使用期限和安全性产生重要的影响。在这种情况下，排除海上风电主机及冷却系统的缺陷，就要从螺栓着手。在对螺栓的安装进行检查时，不仅要严格检查螺栓安装的质量，还要注重利用螺栓连接起来的尾轴的稳定性。这是因为主机中尾轴的稳定性是最容易导致主机出现磨损的因素之一。在对螺栓的安装质量进行检查的过程中，不仅要做好螺栓型号的选择工作，还要对容易出现螺栓松动的问题采取预防和控制措施，以保证整个主机系统运行的稳定性。

3.4 检查辅助机械设备和相关管路系统

辅助结构也是有效保证海上风电正常工作和运行的重要组成部分。风力涡轮机叶片是海上风电运转的主要动力载体，因此要及时监测风力涡轮机叶片的旋转状态，当风力涡轮机叶片老化时，要及时更换新的风力涡轮机叶片，以保证海上风电系统能够正常运转。另外，需要实行全程化安全目标管理，电气自动化控制设备采购、运输等各个环节均要以保障海上风电安全性为前提。例如，设备选型的好坏直接影响设备的使用寿命，因此严令禁止为降低建设成本，在采购相关管路系统时选择购买质量不过关的设备，一经发现，必须执法监察、严肃处理。同时，采购人员在采购相关管路系统时需购买统一的机型，以便使用后期维修时各组件的通用互换。