浅谈影响风机寿命的几点因素
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【摘 要】过去的五年中，我国风电行业装机容量急剧上涨，国内整机厂家也随之增加，但国内风电市场已趋于饱和，风电市场不景气，主要遭遇三大难题，一是并网问题，风机的安装量暴增但电网的接纳量却很有限，矛盾由此产生；二是风电遇到了技术问题，比如海上风电技术尚不完善，导致使用寿命减短；三则是金融危机冲击下，很多风电企业都遇到了融资难题，导致一些企业倒闭。
【关键词】风电机组；寿命；气候
下面就从风机寿命方面来谈谈风电行业的现状：
江苏沿海某风电场于2009年开始风机吊装，至2010年4月份风机全部并网发电，在过去不到3年的时间内，风机出现过几次大部件的损坏，非但影响了风机可利用率更缩短了风机的寿命。
1 沿海地区的天气因素对风机寿命的影响
1.1 对叶片及塔筒的腐蚀
风机设计寿命为20年，按照 ISO 12944-2 的要求，塔筒及叶片的外表面属于腐蚀性类别C5-M，内表面属于腐蚀性类别C4。根据ISO 12944-1的要求塔筒及叶片的防腐保护等级为“长期”，20 年内腐蚀深度不超过0.5mm。而且根据防盐雾设计标准等都是有严格的要求。但是实际情况却不明显，全国每年都有叶片折断等诸如此类的故障发生。对安全生产和设备健康造成严重影响。
下表是尚在质保期内的一次叶片折断故障
机组名称 故障部位 缺陷描述 处理时间 恢复时间 处理情况 本月故障停机时间m 本月损失电量（KMh）
#43 叶片 启动超时 03月15日 19：23 03月22日 19：30 经检查发现#2叶片损坏，需更换。 10092 65000
从表中可以看出此次故障停机时间7天，对风机可利用率及发电量造成了比较大的影响，叶片更换的整个过程所耗费的人力财力远非表中所体现出来的。仅仅运行2年的风机即出现这样的问题，而且叶片折断前并未有任何预兆，即时风速也不大（中雨，风速13.51m/s， 风向东南，风机负荷1506kW，低速轴转速16.69r/min，高速轴转速1713.5r/min），叶片中段出现折断，叶片本身质量问题令人深思。
为了确保风机能够安全稳定的运行，尽量减少类似叶片折断等故障的发生，首先从风场的气候条件来考虑选择适合的机型；其次，要从风机制造商出发，在设备材料的质量要求上一定要严格，生产工艺方面也需精细，对各项出厂试验一定要安排专人进行监造，避免因为厂家一味求进度而忽略了质量环节。在风机正常投运后，需安排专人对叶片做专项检查（叶片内部垃圾清理、叶尖接闪器检查，各部位电阻值测量）。
1.2 对风机内电器元件的影响
沿海地区夏季多雨，温度高，常年多盐雾，空气湿度大的特点不仅对叶片有极大的腐蚀，对塔筒及机舱轮毂内电器元件等，也有相当大的影响。
下表为江苏沿海某风场一月份的故障统计表：
序号 机组名称 缺陷描述 处理情况 故障停机时间m 本月损失电量（KMh）
1 #46 变桨电池充电器故障 更换变桨充电器 621 3000
2 #10 变频器错误 将DSP板和I/O板通讯插件重新插接 2572 16100
3 #23 变频器错误 更换L1模块与Q1开关上的三个熔断器 2454 26200
4 #35 变频器电网错误 更换系统检测板 6821 77900
5 #40 变频器错误 因#31风机故障停机，先装上从#31风机拆下检测板和滤波风扇 12620 100000
6 #46 变桨电池充电器故障 暂将轮毂照明线路与变桨通讯线路互换 579 10100
7 #45 变桨电池电压错误 更换变桨电池充电器 258 1100
8 #31 变频器错误 并网开关损坏，待备件 6000 44600
9 #37 变桨通讯错误 更换通讯滑环、1T1 323 2100
一月份上旬该风场停电检修，在送电后普遍出现变频器和变桨系统的故障，停机时间较长，风机利用率下降。
为何出现故障集中于变频器和变桨系统？
冬季天气寒冷，沿海地区湿度大，风机在停运几天后，变频器及变桨控制柜内电气元件对环境依赖性比较强，一旦加热器没有及时打开，或者加热除湿不彻底，送电的时候极容易出现电气元件烧坏等故障。
为了适应当地气候条件：夏季可以将风机塔底塔筒门的通风风扇打开，一来可以使得风机内部热量有自然的循环，加速降低风机内部温度；二来通风风扇的运行，可以大大降低塔底变频器的工作环境温度；冬季因温度较低、湿度较大，可以将通风风扇通风口暂时关闭，防止外部环境湿气进入塔底也可以减少风机内部热量的散失。同时，可以将风机内部的加热装置都打开，使各个部件都在一个合适的环境下运行。
2 风机的频繁启停也会对风机的寿命造成影响
2.1 对风机内变频器MCB寿命的缩短
风机内变频器MCB动作次数是有上限的，一般为10000次。
如何在不影响风机正常发电的同时尽可能的降低风机的启停次数呢？
首先，可以根据风场所在区域的风况对风机的切入风速进行调整。大多数1.5MW风机的切入风速设定3m/s，如风场夏季为枯风期，平均风速不超过5m/s，这样可将风机的切入风速设定值调整为5m/s，这样风机就达不到启动风速，就没法并网，MCB就不会动作，也可以避免在低风速（2m/s-5m/s）情况下风况的不稳定导致风机频繁的并网与脱网，这样既没有达到风机发电的目的又降低了MCB的使用寿命。
2.2 风机频繁的启停对风机通讯滑环也是有一定的影响的
风机正常运行时，通讯滑环内碳粉可以被带走，但是频繁的启停，滑环腔室内的碳粉杂质就不容易被吹走，这样就导致滑环腔室内不干净，对滑环内通讯通道有一定的影响，造成变桨通讯故障，频繁的启停也会加剧滑环内金针与滑道的摩擦，使得滑环寿命缩短。
2.3 对变桨电机寿命的缩短
夏季风机轮毂内温度比较高，控制风机叶片开桨与收桨的变桨电机本身就在一个温度比较热的工况下服役，此时若在低风况下频繁的开桨收桨，启动电流较大，此时热量又不能及时的散去，电机温度等不到下降，大家都明白电机内部线圈都是漆包线的形式，这样漆就容易在这样的情况下脱落，造成线圈的烧毁，损坏变桨电机。
风机常年运行，各部件随时会发生故障，造成风机寿命的缩短。诸如变频器、齿轮箱、发电机、变桨系统等都是风机的核心部件，只有对这些部件保养及时才能延长风机的寿命，这样就凸显了对风机的日常维护保养及巡检的重要性。对风机的健康状况做到心中有数，这样才能提前防范，做到真正的状态检修。
对风机的巡检最好能够做到每月登机舱检查一次，安排专人对机舱内及塔筒内各部位做细致的检查，及时发现问题，做好消缺工作，并及时更新台帐，做好相关记录并存档。
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