風力發電機組重要大部件損壞后的處理流程研究

薛鵬，李鑫泉，劉立峰，王敏星

（中國航天萬源國際（集團）有限公司，北京 100076）

風力發電機組是通過獲得風能進行發電的電力設備，其機械結構系統一般由葉片、輪轂、變速箱、發電機、機艙、偏航軸承、調槳軸承等重要大部件組成，這些重要大部件都位于幾十米甚至上百米高的塔筒上，一旦損壞將直接導致停機故障，并且無法快速更換，風電企業應該做好處理流程預案，發生重要大部件損壞的情況時，必須快速處理，減少損失。

1 重要大部件損壞的現場處理

（1）加強日常管理，及時預警風險。現場運維管理部門日常監控管理風力發電機組運行情況發現，重要大部件運行狀態發生異常時，應及時向公司質量管理部門、技術支持部門和綜合計劃管理部門報告大部件質量異常情況，提出預警，并進行現場運行情況檢查和停機檢查。

（2）發現重要大部件損壞及時停機，報告情況。現場運維工作人員發現重要大部件損壞及時停機、保護現場，立即主動報告運維管理部門領導，并填寫重要大部件損壞情況，報告公司質量管理部門、技術支持部門和綜合計劃管理部門，報告的主要內容包括風機所在風場、機位號、風機機型、大部件名稱和序列號、大部件供應商、故障發生時間、故障描述、損壞件情況、損壞件發生頻次等，以及現場已經進行的檢查工作情況和現場緊急處理情況。

（3）運維管理部門向風場業主和保險公司報告情況，申請理賠，根據保險公司的要求，組織報送故障情況報告、現場情況記錄和照片等，在保險公司沒有確定可以進行處理前，先不要處理損壞的大部件。

2 現場勘察損壞情況，提出處理方案

（1）公司質量管理部門迅速組織技術人員和損壞大部件的供應商技術人員、管理人員到現場勘察現場情況，收集風力發電機組運行數據和大部件損壞信息，初步分析損壞原因，完成編寫損壞大部件的現場情況和問題原因初步分析報告。

（2）技術人員根據問題原因初步分析結果，提出現場損壞大部件的處理預案：根據損壞大部件的情況和以往的工程經驗，如果是之前已經發生過的并且已經知道原因，制定過預案的問題，可以按維修或是更換預案組織處理；如果是之前沒有發生過的新情況，原因也不清楚的問題，要組織進行更進一步的技術分析，組織質量問題歸零，再確定最終處理方案，在最終方案確定之前，也可以采取臨時處理方案維修或更換損壞的大部件，以免過多的影響風機運行，造成很大的發電量損失。

3 現場恢復生產的應急處理

由于風力發電機組大部件損壞后，一般分析問題原因涉及的人員多、信息資料多，有的還需要供應商共同參與分析，所以周期很長，而現場往往無法承受太長時間的等待，根據風場業主的要求，一般在一定時間內必須恢復風力發電機組的運行生產，所以，在技術人員分析問題的同時，運維管理部門可以先向綜合計劃管理部門申請調撥備件、批準開展損壞大部件的維修或更換工作。綜合計劃管理部門下達維修或更換工作的同時，也要根據備件的庫存情況考慮是否要求采購管理部門采購備件。

4 現場問題原因分析流程

（1）組織重要大部件供應商進行原因分析。①設計和生產質量復查。由采購管理部門和質量管理部門組織重要大部件供應商技術和質量團隊，根據大部件損壞的現場檢查結果和運維管理部門提供的風力發電機組運行情況數據，開展設計和生產質量復查工作，主要復查的內容包括設計模型、參數復核，設計結果復算，圖紙和技術要求復查，生產資料復查，試驗報告、檢驗驗收報告復查等。②故障分析。由技術部門組織重要大部件供應商技術和質量團隊，根據風力發電機組運行工作情況，通過計算、仿真和故障模擬試驗等方式，對大部件損壞原因和機理進行分析，最終查出損壞問題原因。通過對損壞大部件累計工作時間和出故障次數，以及相同損壞模式發生的次數信息的整理、對比和分析，估計該損壞模式的出現概率和問題性質，判斷影響的大部件產品數量。供應商產品的問題原因一般包括以下幾個方面：設計原因（設計方案不合理、設計計算錯誤、設計圖紙錯誤等）、材料不符合技術要求、工藝原因（工藝設計錯誤、工藝文件差錯、工藝流程執行差錯等）、生產操作錯誤、檢查驗收原因等。最終由技術部門完成損壞大部件供應商原因分析報告。

（2）組織現場運維管理部門進行原因分析。在組織供應商進行原因分析的同時，質量管理部門也要組織運維管理部門進行原因分析，開展運維工作質量復查工作，損壞大部件主要復查的內容包括風機運行參數設定值復查、運行記錄異常情況匯集和分析、監控數據異常情況檢查、定維定檢記錄檢查、維修記錄檢查等；完成異常情況統計分析報告。對其它還沒有發生異常情況的大部件，也要結合損壞大部件的異常情況統計分析報告開展運行情況檢查，完成相應的檢查報告。最終由技術部門完成損壞大部件現場運行維護原因分析報告。

（3）組織技術部門進行設計原因分析。由總師系統或質量管理部門組織技術部門開展風力發電機組設計復核復算。原因分析一般采用采用故障樹方法進行，以故障（異常）事件為頂事件，列出所有可能的故障模式進行分析排除，最終查出問題原因。主要復查的工作內容包括：技術部門應首先對照合同技術要求和風場風資源數據，開展風力發電機組總體載荷設計計算的復核復算，仿真模型和參數復核、設計結果復算，驗證試驗設計參數復核，產品技術狀態符合性檢查、損壞模式分析、損壞模式（仿真）復現驗證。

通過開展全面的損壞原因分析排查工作，最終由技術部門完成損壞大部件原因分析報告，并根據問題的原因、性質和涉及的風機數量，制定問題處理技術方案。

5 制定問題處理實施方案并組織實施

技術部門制定問題處理技術方案后，綜合計劃管理部門應召集質量管理部門、采購管理部門和運維管理部門，與技術部門共同協調損壞大部件的處理實施方案和計劃并組織實施。實施方案和計劃應包括以下工作內容。

（1）明確大部件損壞問題具體處理實施方案、其它風機預防方案、完成標志和責任部門、單位，并有明確的計劃節點安排。

（2）開展舉一反三工作，根據大部件損壞產生原因的機理分析，責任單位應檢查本單位同類產品是否可能發生類似的問題，要明確糾正措施和糾正計劃，報送綜合計劃管理部門和質量管理部門，由這兩個部門負責監督糾正措施按計劃完成。其他單位也應根據責任單位的經驗教訓，檢查本單位是否也存在類似問題隱患，同類問題不允許發生兩次。

6 質量問題歸零工作

（1）技術歸零。大部件損壞問題處理完成后，經過一段時間的運行驗證，證明處理方案有效可靠，由責任單位負責完成技術歸零報告的編制和簽署，由質量管理部門組織評審后存檔。

（2）管理歸零。①責任單位應組織查明問題產品的形成過程和問題發現過程，分析造成問題的管理制度規定和執行方面的原因，查找管理上的薄弱環節或漏洞；有針對性的完善體系文件、規章制度和規范標準等，加強制度執行的監管控制力度。②依據問題原因確定相關人員應該承擔的責任，總結經驗教訓，并依據規章制度嚴格考核處罰，對組織處理問題有功人員也應及時按照規章制度給予獎勵。③對修訂完善的制度和標準開展宣貫和培訓。④責任單位負責完成管理歸零報告的編制、簽署和歸檔。

7 結語

風力發電機組重要大部件的質量問題對風機的運行和發電量至關重要，維修和更換的成本很大，關系到主機供應商，乃至風場業主的“生死存亡”。對于單個重要大部件質量問題也要給予高度的重視，重要大部件發生損壞時千萬不能“一換了之”，要嚴格執行預定的問題處理流程，通過全面深入的分析問題，積極實施整改，將問題苗頭消滅在萌芽狀態，不把一個問題放任發展到批次性問題，就可以將問題隱患限制在可控范圍內，保證風場總體正常運行。