风电机组安装调试及试运行验收阶段质量控制

2014/8/17风电机组安装调试及试运行验收阶段质量控制西安热工研究院有限公司风电监理技术研究所引言2014/8/17风电机组现场安装、调试及试运行验收工作十分重要，关系风电场建设项目的进度和质量，影响机组投运后的运行安全、故障率、发电量及维护成本。而且，现场安装调试过程中产生的质量问题和故障隐患往往是不可逆转的，倘若缺少了严格的事前质量控制和过程质量控制，将给运行的机组带来难以弥补的先天缺陷。主要内容2014/8/171、热工院安装调试及预验收情况2、热工院安装调试人员及仪器情况3、安装调试质量问题统计分析4、安装阶段典型质量问题及对策5、调试阶段典型质量问题及对策6、安装调试及预验收工作特点分析7、监理对策研究1.热工院开展安装、调试监理工作情况2014/8/172014/8/17序号项目名称1大庆肇源新龙顺德风电场设备调试及240小时试运行监理与检验2中水电姚安大龙口风电场设备安装、调试及240小时试运行监理与检验3国华内蒙达来东风电场设备安装、调试及240小时试运行监理与检验4山西漳泽乌拉特中旗三期风电场设备安装、调试及240小时试运行监理与检验5霍林河循环经济示范工程设备安装、调试、240小时试运行监理及振动评估检验6黄河陕西李家梁一期风电场设备安装、调试、240小时试运行监理及振动评估检验7霍林河示范工程三、四期风电场设备安装、调试、240小时试运行监理及振动评估检验8华能云南漕涧梁子风电场设备安装、调试、240小时试运行监理及振动评估检验9中节能甘肃马鬃山第二风电场设备安装、调试、240小时试运行监理及振动评估检验10华能四川昭觉特口甲谷风电场设备安装、调试、240小时试运行现场监理11黄河陕西李家梁二期风电场设备安装、调试、240小时试运行现场监理12霍林河示范工程五、六期风电场设备安装、调试、240小时试运行监理及振动评估检验13华能昭觉二期（洛尔）风电项目设备安装、调试、240小时试运行监理及振动评估检验2.热工院安装调试监理人员及仪器情况2014/8/17热工院风电监理技术研究所建立了一支专业化的安装、调试及试运行验收队伍，涵盖风力发电技术、电气工程及自动化、测控、材料科学与工程、焊接、机械制造等专业超过20人的风电机组安装、调试监理队伍。团队具备扎实的风电机组结构、安装和调试理论知识，拥有丰富的安装调试经验，对风力机的结构和性能有深刻认识，并配备了多种便携式风电机组故障监测与诊断设备，能够在风场进行现场的安装调试监理、故障分析和诊断工作。2014/8/17人员专业化业务专业化专业化的人员队伍，有丰富的主机监理和安装、调试经验专业从事风电机组安装、调试监理及240预验收工作表2风电自有检验仪器设备2014/8/17设备名称数量测量范围精度等级状态超声波探伤仪37台0.5-20MHZ60dB35台34db2台32台在用，5台送检中工业内窥镜5台5台在用振动测试分析仪5台0.1Hz~10000Hz5台在用风力发电机故障检测仪2台2台在用局部放电测试仪1台1台在用高倍望远镜3台3台在用磁粉探伤仪36台深度≥0.2mm±1mm31台在用，5台送检中硬度计40台(200-900)HL＜±0.5％35台在用，2台停用，3台送检中测厚仪41台(1-500)mm±0.01mm39台在用，1台停用，1台送检中光谱仪9台9台在用3.安装调试阶段质量问题统计2014/8/17部件名称违规操作防护措施不到位运输缺乏监督安全问题总计比例基础310115341447330.3%塔筒2401391214253334.2%机舱13618644136723.5%轮毂79233321378.8%叶片253814503.2%总计790466612431560——比例50.6%29.9%3.9%15.6%————表3安装问题统计表2014/8/17按照问题发生原因分类，违规操作几乎占到了问题总量的一半，如下图所示。2014/8/17表4调试问题统计表部件名称调试漏项违规操作准备不足安全问题总计问题数量1972145742510比例38.6%42.0%11.2%8.2%——2014/8/17从表4可以看出，在调试类问题中调试漏项和违规操作占问题总量的80%，如图3所示，可见对调试过程进行质量监督很有必要。4.安装阶段典型问题及对策2014/8/172.1施工人员违规操作典型问题1：螺栓紧固过程普遍存在违规操作现象。2014/8/17图螺栓断裂在螺孔内图螺栓松动图螺栓安装方向错误图螺栓无防松标记典型问题2：塔筒吊装过程违规现象较多2014/8/17图塔筒间螺栓孔对接不齐图定子导电轨严重错位图偏航油管被撞漏油图塔筒底部法兰面平面度超差典型问题3：变频器拆装普遍存在违规现象2014/8/17图变频器柜体开裂图变频器柜门活页断裂图变频器侧壁被撞坏图变频柜螺栓未拧紧典型问题4：施工人员在机舱和轮毂内的违规操作较为普遍2014/8/17图进入轮毂不穿鞋套图变桨电机受损图防护罩上的踩踏痕迹图联轴器的踩踏痕迹典型问题5：指挥人员现场指挥不当，起吊人员经验不足2014/8/17图叶片外部裂纹图叶片内部裂痕图叶片碰痕外部照片图叶片根部滑落至地面典型问题6：塔筒防雷接地不符合要求2014/8/17图接地扁铁安装面未打磨图基础环处软连接安装面错位图软联接架空图接地扁铁焊接不合格2.2机组设备缺乏防护2014/8/17图轮毂无叶片安装孔保护罩图轮毂叶片安装保护罩破损图沙土进入变桨齿轮图沙土进入变桨齿轮典型问题1：机舱与轮毂存放过程中缺乏防护。典型问题2：电缆线防护措施不到位2014/8/17图电缆接头无保护图电缆与桥架接触位置无柔性防护垫图电缆缺少胶皮图进线与铁板尖锐处并未防护到位典型问题3：螺栓存放和保管缺乏防护2014/8/17图生锈的螺栓图螺栓及其包装被雨水淋湿图螺栓摆放在积水中图垫片排放凌乱2.3部件运输缺乏监督2014/8/17典型问题1：叶片运输过程缺乏监督。图叶片叶尖开裂图运输队违规修复叶片损伤部位图运输过程损坏图叶尖遭受雷击损坏典型问题2：变频柜运输过程缺乏监督2014/8/17图横梁塌陷的变压器图表面有磨损的电容图损坏的磁环图损坏的UPS2.4施工人员缺乏安全意识2014/8/17典型问题1：施工方安全意识淡薄，违反安全规范作业的情况时有发生。图施工人员在叶片上违规操作图叶片吊带外部破损2014/8/17典型问题2：施工方缺乏安全用具。问题描述：大部分施工人员进入施工现场时均不穿劳保鞋，不戴安全帽；施工单位缺乏安全帽、安全带等安全用具。采取的措施：要求施工方配备足够的安全用具。达到的效果：施工方购置了大量安全用具，并要求施工人员按要求进行安全防护。典型问题3：施工人员在安装过程中未能优先保证爬梯完整性和安全性2014/8/17图爬梯安全导轨未安装完整图爬梯未安装完整图安全滑轨过长图塔筒爬梯连接错位5.调试阶段典型问题及对策2014/8/17调试阶段典型问题可分为四大类：调试人员容易遗留调试项目、违规操作、缺乏准备、调试人员安全意识薄弱。5.1调试人员容易遗漏调试项目调试人员容易漏项和操作不规范项集中在以下方面：不注意检查发电机润滑泵和主轴润滑泵是否正常出油；不检查发电机碳刷安装情况；仅通过控制面板反馈信息判断电池电压是否正常，不对电池电压进行测量；刹车片厚度和刹车间隙调整采用目视；个别人员存在侥幸心理，进入轮毂不锁机械锁；部分人员运转前不主动检查测速探头的位置是否合适，等到报转速故障时才去检查测速探头的安装情况；缺乏进行软件超速测试的意识；缺乏对齿轮箱过滤器通风管排气的意识；缺乏上电后主动打开齿轮箱润滑泵对润滑油循环过滤6小时以上的意识；缺乏测量发电机和齿轮箱加热器电流的意识。2014/8/175.2调试人员违规操作（1）首次启动液压泵时没有同步检查漏油情况：一般情况下，首次启动液压泵电机开关时，要同时安排2人，一人在液压站附近，另一人在主轴刹车附近，同时观察液压站和主轴刹车油管是否有漏油的地方，发现漏油则立即停止打压。而调试过程中，调试人员启动液压泵电机和检查油管是否漏油未同步进行，而是在启动液压泵电机开关将压力建立起来后才检查油管是否漏油。（2）没有使用卡尺检查刹车片厚度：一般情况下，调试人员需要用卡尺检查刹车片厚度，而调试人员往往使用目测方式测量厚度。2014/8/17（3）没有使用塞尺确定刹车盘与刹车片之间的间隙：规定要求调整刹车盘与刹车片之间的间隙时要用塞尺确定调整间隙，而调试人员往往通过目视判断并调节间隙。（4）超速测试不规范规定要求在进行超速测试时要进行发电机软件超速、转子软件超速、齿轮箱软件超速等多项测试，而现场人员只完成其中的一两项。（5）叶片安装角偏差过大问题描述：某项目机组在240小时试运行过程中发现低风速时发电量远低于功率曲线要求值，与其他同类机组相比明显偏低。原因分析：经过分析检查发现叶片的安装角度存在明显偏差，叶片零刻度与轮毂零刻度不对应。经过重新对零后，机组低风速时发电量明显上升，符合其功率曲线要求。2014/8/17（6）部分机组轮毂调试前未能将轮毂插销锁好：一般情况下，进入轮毂工作之前要使用插销将轮毂锁好，但调试人员常常不使用插销，而通过锁紧刹车盘的方式进行锁紧，容易造成刹车盘过度磨损，带来安全隐患。图高速刹车盘磨损2014/8/175.3部分调试工作缺乏准备（1）变频器UPS没有做好提前验电、充电工作：一些项目的变频器UPS放置时间较长，电量在调试前已经放完，调试人员在调试前也未检查变频器UPS的电量，导致送电时无法向其充电。在变频器厂家检查后，将UPS取下重新充电，再安装到变频器内才恢复正常，影响了调试进度。（2）轮毂电池需提前充电：在一些项目中，调试人员为赶进度，部分机组在调试前轮毂电池充电不足24小时。（3）机组软件应提前做好准备：调试人员缺乏系统软件的检查和准备，在调试初期经常出现系统软件版本不正确的情况，使系统经常做出风速不一致、风向标故障等误报。（4）现场未准备必要的操作工具调试人员缺乏对无钳形电流表、叶片对中仪等操作工具的准备。2014/8/175.4调试人员安全意识有待提高调试人员在操作过程中存在下列违反安全作业规范的行为：进入塔筒不戴安全帽、攀爬塔筒不佩戴安全带、通过塔筒平台不盖平台盖板、两名调试人员同时攀爬在同一节塔筒、出机舱作业时不佩戴安全带或安全绳、将瓶装水带入轮毂等。个别调试人员所使用的工具并非电工专用，在机组带电的情况下拆线或者接线过程中手容易触及工具的导体部分，有触电的安全隐患。6.安装、调试监理及试运行验收工作分析2014/8/176.1特点分析风电机组现场安装、调试及试运行验收过程中暴露的问题具有如下特点：（1）范围广、种类多、频率高现场安装、调试及试运行验收过程中暴露的问题涉及运输、拆卸、入场检验、存放、安装、调试、验收等各个过程，涵盖违规操作、准备不足、管理不当、监督不到位等各类问题，再加上施工人员流动性大、素质与水平不高的特点，使得现场发生的问题具有了范围广、种类多、频率高的特点。2014/8/17（2）难以发现现场施工中出现的很多违规操作现象是在施工人员的操作过程中发生的，操作结束后，很难通过验收发现。如安装人员紧固螺栓过程不规范、调试人员不对液压系统做保压测试、违规实施超速测试等，这些问题在验收过程中难以发现，却对机组的运行安全和质量有重大影响。（3）整改难度大很多现场问题整改难度大，个别问题甚至是不可逆转的。如塔筒之间的螺栓孔对接不齐、导电轨安装错位、安装方法不当导致的螺栓卡死等问题，整改难度非常大。2014/8/176.2原因分析（1）施工人员素质不高国内从事风电机组现场安装、调试的人员职业素养和专业水平普遍不高，尤其是安装人员，往往是由施工单位在当地聘请的农民工。施工单位往往将安装项目层层分包，一个安装现场甚至出现了4到5个电建公司，对施工人员的管理十分混乱。此外，施工人员的流动性很大，个别项目两个月就要更换一批安装人员，更加剧了此项因素对施工质量的影响。这些情况是目前我国风电项目现场施工的现状，寄希望于在短期内提高施工人员素质来解决该问题是不现