最近,鉴衡认证中心发布了《风力发电机组延寿技术规范》,这标志着我国风电发展由布局阶段逐步过渡到维护阶段。
中国风力发电的发展已有十多年,早期安装的风力发电机组目前正面临着使用寿命到期的问题。数据显示,2025年后,估计每年将有10,000多台机器面临是否淘汰和更换新机器的选择。它们中的一些可以继续服务或者在某些技术革新之后继续服务。在确定后续计划之前,决策者需要解决许多问题,包括:如何确定这些装置是否可以继续使用、需要对它们进行哪些修改、修改后的安全性是否能够得到保证、以及修改将持续多长时间。
本规范全面给出了在特定项目中延长风力涡轮机寿命的工作方法,并阐明了要开展的工作的范围和关注点。它可用于确定在机组寿命即将到期的项目中,例如机组的寿命是否可以延长以及延长多少,并作为制定必要的改造方案的参考。它也适用于任何需要确定风力涡轮机寿命的情况,例如风电场交易中剩余寿命的分析。该规范确定了机组寿命延长评估中两个关键问题的工作方向:利用历史真实风况和运行记录分析剩余可用寿命的方法,以及确定机组寿命延长前状态的检验方法。在我国风电延寿需求高峰期到来之前,本规范从技术角度填补了机组寿命分析和延寿方案制定工作方法的空白。
根据规范的要求,建议在风机设计寿命到期前3-5年开始准备,并仔细评估当前和延长寿命的结构完整性,从而估算剩余使用寿命、瓶颈位置和是否需要技术改造。方案确定后,通过评估确定延长寿命期内的检验内容、方法和时间间隔。值得注意的是,我国早期风电场或多或少存在资料数据缺失的情况,如原始设计数据缺失、SCADA系统数据不完整,或无SCADA系统、无测风塔等外部环境条件数据,给机组寿命评估带来巨大挑战。因此,本规范提出了数据完整性分类的概念,并采用了不同的分析方法和检查方法,使得可延长更多项目的寿命。
此外,在延长寿命之前或期间对旧机组进行技术改造是一种可行的方式,不仅可以追求更高的发电性能,还可以降低机组故障和失效的风险。但是应该注意的是,这些翻新也需要进行寿命延长评估,特别是有必要根据翻新方案评估延长的旧零件的承载能力,对其进行必要的测试,并在整个寿命周期内累积疲劳载荷。
延寿评估在我国目前处于起步阶段,因此应该认真、全面地建立延寿评估方法,包括:延寿检查、外部条件分析、运行状态分析、建模方法、寿命计算方法、延寿和技术改造等,为即将到来的批量机组延寿做好准备。不适用的延寿评估手段将导致批量延寿装置效益不理想和频繁发生重大故障事件。
