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风电机组水冷系统改造

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成果主要完成人

王殿龙、郭晓华、铁玉奇、韩 旭、薛 靖、张彦鹏、刘 磊、薛小康

项目概况

本项成果是中广核哈密烟墩风电场对安装的安装80台新疆金风科技股份有限公司生产的GW106/2500型风力发电机组的水冷系统改造。该风电场风电机组运行至今已经九年时间,随着运行年限的不断增加,因风电机组水冷系统设计缺陷(水冷膨胀罐缺少自动补气装置补气泵)、元器件老化损坏及配置不完善等问题逐渐突现,导致风电机组水冷系统故障频发。该型风电机组变流器的水冷系统采用压力膨胀罐,来保持水冷系统的动态压力平衡,但膨胀罐也有其固有的技术缺陷。膨胀罐稳压装置属于闭式系统,受自身结构的限制,其缓冲稳压能力有限,当系统压力过高或过低时,膨胀罐内水囊容易变形失效,从而导致膨胀罐出现失效。采用膨胀罐作为压力平衡装置的水冷系统,经常发生变流器出阀压力低、变流器出阀压力高故障。据统计,此类故障风电场全场2022年机组报出77次,故障停机时长达292.93小时,故障率占到全部水冷系统故障的60%至80%,严重影响了机组水冷系统的可靠性,极大的降低了机组的可利用率。严重影响了风电场风电机组发电量。同时受天气变化也会极大的影响机组水冷系统正常运行,每到秋转冬和夏转秋的季节,风电场都需要将提前部署,抽调大量人力、配置大量物资为全场80台风电机组水冷系统补充防冻液、压力膨胀罐补充气压(气体压力要求达到1.2bar)更换压力膨胀罐内水囊、更换水冷系统滤芯(滤芯堵塞导致水冷系统压力低)、更换水冷三通阀O型阀密封圈(O型阀密封圈失效漏液),以此来保障风电机组在天气突变后仍能正常运行。随着作业量的增大作业人员的触电、高坠风险也随之增加,存在较大的人身安全隐患。这样的运行模式极大的增加了风电场的运维成本,也给现场机组维护人员造成了极大的工作负担和作业安全风险。通过风电机组水冷系统改造,彻底解决了因膨胀水囊变形罐失效、膨胀罐气体压力不足、膨胀罐气体压力超高等导致的水冷系统压力故障,机组故障频次大幅降低,同时大幅降低冷却液补充频次,降低了机组运行维护成本、增加了风机的发电量,使得水冷系统的可靠性和维护便利性显著提升,取得了良好的设备技术改造创新实践和经济效益。