风机关键部件状态感知预警与寿命评估
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完成单位:蒙东协合开鲁风力发电有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-396
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
赵长宇、王 刚、秦英武、张 磊、齐井超、陈树桥、姜禹含、张 晶
据统计,2018年全球风电市场新增装机容量超过53.9GW,风电装机累计容量持续保持高速增长,中国累计装机容量占全球累计装机容量的37.3%,居世界第一如此庞大的风机存量,意味着庞大的风机运维需求,塔筒是承受风力发电机组整体载荷最后的部件,塔筒复杂的受载情况使得塔筒失效成为引发风电机组安全事故的最主要因素之一。
社会效益:风电机组的载荷是与安全直接相关的参数。本项目实施的塔筒晃动预警及载荷反演系统对风机的安全运行有重大的意义,可以在一定程度上避免重大事故的发生,保护机组及人身安全。同时,机组将变得更加的智能化,对于风机自身的状态有了更为直观的数据支撑,减少了人工定期排查的成本。因此,本项目的实施对于风机的安全性、智能化都有很大的提升。该方向也是风机未来研究的一个重点方向,推动着行业整体预警及载荷反演技术的前进,对于行业具有重大的促进意义。
经济效益:风力发电机组塔架主要有普通的刚塔技术以及高塔技术。随着风资源开发逐步向低风速区扩展,高塔机技术已经成为国内风电发展趋势。风力发电机组塔筒作为风力发电机的重要承载部件,主要用于支撑叶轮和机舱的重力;并且在风力发电机组运行时,需要同时承受叶轮、偏航等旋转部件引起的振动载荷;并且,由于机组周期性的启停机、应对突发高危故障的紧急停机、风突变、大湍流强度等,需要求机组塔筒有足够的疲劳强度。
目前国内高塔架机组主要有全钢柔塔和钢混塔两种技术路线。并且随着风电机组单机容量的不断增加,相应的塔筒高度也不断的与日俱增,由此带来的塔筒稳定性及寿命问题也更加突出1台1.5MW机组的整机成本大约在500万。如果因塔筒问题造成整机倒塔,则会造成整机全部破坏性损失。从调拨备件到恢复运行需3~4个月之间,发电损失达70万~80万。如果能提前发现塔筒问题,并提前进行备件调拨及更换准备,则不会有除塔筒外的其余大部件损失,并且可将发电量损失减少至11万。整体降低损失约为360万。