摘要】随着近年来,清洁能源政策的推行,风力发电越来越得到重视,风电在电网中所占比重也逐年攀升。但是随着风机的安装越来越多,防范常规性故障和防止系统性风险显得尤为重要。本文从分析当前我国风电发展形势,风电常见故障信息统计分析,并有针对性的提出防范风险的管控措施,希望能对相关企业或行业提供参考。
【关键词】 风电 故障 对策
1引言
目前,我国风电正处于高速发展时期,是新能源开发、清洁能源利用的重要组成部分。特别是近年来,风电的装机容量呈现倍数增长的趋势。装机容量占比由2010年的3.1%提高至2015年8.6%,跃升为我第三大电力来源;2016 年,中国新增装机容量 23,370MW,占全球新增装机容量的 42.77%,中国累计装机容量达到 168,732MW,均位居世界第一。风电行业的快速扩张发展,不仅每年可节约数以万吨计的煤耗。经计算,平均一台单机容量为1MW的风机与同容量火电装机相比,每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮,带来经济效益的同时,也为社会创造了良好的环境。但是,随着大规模的风电建设,风电设备可利用周期以及安全事故给风电的发展带来了安全隐患。如何有效管控风电发展中存在的风险,防止发生系统性风险、及时防范和解决常规风电故障及事故成为当前不可逾越的重要课题。本文就风电的事故类型做出分析,并提出相应的防范对策。
2风机常见事故类型
据不完全统计,近年来,风电行业事故发生率呈现逐年上升的趋势。主要事故可分为:叶片损坏事故、火灾事故、结构损毁事故、环境破环事故和其他事故。 叶片损坏事故占事故总数的18%,位列所有事故之首。主要由于叶片长期暴露在高空恶劣的环境中,高温、高寒、沙尘、雷电、雨雪、冰雹等随时都可能造成叶片损坏,或随着长期的侵蚀,从量变到质变导致了事故。另外,其他原因导致的事故也可能造成叶片损坏。如倒塌事故、整机着火等。
从当前来看,风电机组火灾事故是我国较为常见的事故。火灾事故的发生对风电机组运行是毁灭性的,不仅如此,火势如果蔓延到草场或附近植被,将会带来更大的灾害,如果不能及时扑灭,后果将不堪设想。火灾事故的发生一般是由于机舱过热导致的,着火点也是从机舱开始,由于风电机组机舱都安装在近百米的高空,且风势较猛,在火灾发生的初期,人工是很难干预和参与到灭火行动中。因此,风电的火灾事故成为目前最为常见、损害最大的事故。如华能宝龙山风电场风机烧毁事故,火势从机舱发起,一直烧至塔筒中段,且造成了风机倒塌。内蒙古锡林郭勒盟风电机组着火,整个机舱化为灰烬。
结构损毁事故主要包括整体倾覆和塔筒断裂。结构损毁的主要原因除设计、制造、施工质量不合格因素外,风暴天气和保养维护不到位也是导致事故的一大主因。结构损毁往往会对风机造成毁灭性破坏,带来巨大的经济损失。如辽宁某风电场风机整机倒塌事故、浙江苍南风电场遭遇台风,20多台风机结构性损坏。 风电场对环境的破坏作用主要体现在植被破坏、噪声污染、电磁辐射、鸟类及野生动物死亡方面。其他类型事故主要包括抛冰伤人事故、运输事故等等。其
中抛冰伤人事故属于小概率事件,多发生在严寒季节。运输事故主要是指风机部件在运输过程中发生的,对建筑、设备造成破坏或对人员造成伤害的事故,对公众安全威胁较大。
3风电行业安全生产风险特点
风电行业安全生产主要存在以下几点风险:
(1)风电行业安全管理的点多面广,未形成有效的成套监管机制。一个风场从规划到建设,再到机组投产,需要经过很多环节,环环相扣,任何一个环节出现问题都可能导致风电机组在投产运行过程发生事故。此外,当前风电场的建设处于高速发展时期,各方为抢占先机,加快速度建设,在一定程度上忽略安全管理方面的问题,施工建设的标准、控制措施、安装质量方面均得不到保证,增加了后期风电投入运行的风险,为风机运行埋下了安全隐患。
(2)多种运行模式并存导致安全生产隐患增加。为节省成本,实现利益最大化,多数企业存在开发完风场后委托其他单位运行。主要存在如下几种形式:自主运维、自主运行维护外委、运行维护全部外委。这几种模式除了第一种未引入第三方外,另外两种模式均存在第三方,增加了第三方就增加了风险隐患。在日常的运行维护过程中,可能出现安全管理不到位、存在交叉或相互推诿责任的问题,这些都将导致生产中出现的问题得不到重视和及时解决,给风电运行带来了生产风险。
风电行业管理经验不足,专业队伍建设跟不上发展速度。当前,我国风电处于高速发展时期,短时间内大规模的投运,相关的行业标准及规范不健全,处于边发展边规范的阶段。此外,对于风电行业来讲,专业人才队伍的建设跟不上其发展的速度,再加上风电场条件艰苦,地处偏僻,相关配套设施不完善,更加难以吸引相关人才投身其中,在一定程度上导致了风电的运行、维护人员紧缺的局面。
(4)行业固有风险高,缺少系统的风险管理工具。风电场由于行业设备高大、位于偏远或者沿海等复杂地理位置、受不利气象条件影响大,高处作业、接触运动机械、大风天气的现象较为常见,由此引发的高处坠落、触电、雷击、火灾等类型事故层出不穷。而风电行业目前仍未形成一套与其自身风险特征相适应的管理模式,行业风险管理能力不足,缺少系统风险管理工具,缺乏智能化、自动化故障分析、判断和排除手段。
4风电行业常见事故风险控制对策
目前,风电行业在我国仍属于新兴行业,整体管理水平不高,仍需要从产业链各个环节入手,开展系统风险管理。
(1)开展风电行业及典型企业系统风险分析,制定针对风电行业安全性评价方法和标准,建立全国乃至全球风电行业生产安全信息资源数据库,通过信息库的建立,更加优化风机运行参数,降低系统性风险,提高安全性、可靠性、稳定性。
(2)加强风电场各环节安全管理。实施风电场建设安全规划,加强施工安全管理,供应商、运营商和承包商共同关注产品发展质量,对风机的全寿命进行全程跟踪管理,加强安全管理薄弱的环节,加强工艺控制和质量管理,保障风机全产业链的安全。
(3)完善风电行业建设、运营、维护、管理的标准体系,规范风电行业安全、技术行为,推动风电行业现场精细化和安全生产标准化建设,实现安全保障能力与行业规模同步扎实发展。
(4)加强风电行业技术队伍建设。依托高校、企业、科研机构等联合平台,全面引导人才队伍进入风电行业,创新人才培养机制,扩大技术人才储备。企业方面,除人才引进外,更需要加强对内部人员的培养、提拔,根据自身需要定向培养人才,以“传帮带”的优良作风为企业培养更多的优秀技术人才。 5结语
总之,风电行业的发展是未来能源发展的一大趋势,做好风电行业安全风险控制是当前必不可少的课题。随着大量风电机组的投入以及经验的积累,信息化、数据化的引入,标准行业的规范,在应对风电行业安全风险方面越来越从容,风电行业的发展前景将是一片光明。
参考文献:
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