北京汉能华：离线式振动检测在风电机组最终验收中的应用

添加时间：2012-07-31 11:24:49 来源：爱中国能源网

     风力发电机在质保期运行即将结束时，通常业主都要对风力发电机组的运行状况进行全面评估，为最终验收做准备。最终验收完成，业主签字后，一般作为卖方的主机厂提供的保函失效或者业主支付最后的质保款，质保期结束。
     验收的内容主要包括三个方面：风机在质保期内的功率曲线、可利用率是否满足合同的要求，同时需要对风电机组进行全面检查以判定风机是否有潜在的非正常运行所造成的缺陷，如叶片裂缝、齿轮箱齿面缺陷、主轴承内外圈裂纹等情况。
一：对于功率曲线的验收通常在合同里都有约定，一般要达到合同承诺的该风电场空气密度功率曲线的95%。如果完全按照IEC61400-12的标准来验收，其验证过程十分复杂，不具有普遍的可操作性。
二： 对可利用率的验收在合同里也有约定，一般整场风机的平均可利用率至少要达到保证可利用率的95%，最近几年业主对单台风机的可利用率也做了约定，一般不得小于85%。对可利用率的计算方法，在合同里面都有约定。计算所采用数据的来源于风机的SCADA系统和现场的运行记录。
三： 对风机出质保前的整体验收包含的内容主要为：
a) 对风机主要部件的外观和目测检查，需要对风机运行十分有经验的技术人员进行，如对叶片、变桨系统(液压)、轮毂、齿轮箱、发电机、液压系统、主轴、主轴承、联轴器、偏航系统、塔架、基础、电控系统、变流器、机舱内升压变压器等。
b) 对重点部件的专项检查，如采用专门的仪器检查叶片内部是否有裂纹，采用专门的无损探伤技术检查主轴是否有缺陷，采用内窥镜检查齿轮箱的齿面缺陷等;
c) 油品化验：对齿轮油和液压油取样分析，判定齿轮箱和液压系统的运行状态;
d) 塔筒垂直度检查：主要用于地基有不均匀沉降风险的风电场。
e) 传动链的离线式振动检测：就是使用离线式振动监测仪器，对主轴承、齿轮箱和发电机等旋转部件的振动信号进行采集分析，以发现潜在的机械缺陷和部分电气故障。由于风力发电机多为变桨变速，即在达到额定转速之前，风力发电机处于定桨变速运行状态，以便获得最大的风能利用效率。因此，离线式振动检测仪器需要满足如下要求：
     测点要求：需同时涵盖发电机、齿轮箱、主轴承等主要部件，单台风机振动测点总数不少于6个，外加1个同步转速测点。数据采集器至少需要7个通道，可一次性同时采集各部测点振动数据，避免多次启停风机、造成冲击;
    同步性要求：为了进行各个通道数据的相关性分析，保证诊断的准确性，各个测点数据必须在同一工况采集，即在同一时刻采集所有的测点的振动数据。·
采样时间要求：采集完整起机、并网、停机全过程，并网采样时长不低于5分钟，以确保数据有效性和完整性;
    同步转速要求：由于风力发电机为变转速运行，采集过程中转速为变量，且风机振动为非平稳信号，采用频谱及阶次等故障分析手段都需自动采集同步转速信号;
    风速要求：达到并网要求，风速一般不低于5m或并网风速，或风机出力超过额定20%;
安全要求：风机运转采集数据时，人员不准滞留在机舱内，可下到风机塔筒顶层平台，以防止联轴器飞出等事故造成人员伤亡。
    便携式振动采集仪器适用于连续对多台风电机组进行检测，因此应该体积小重量轻，利于携带，如北京汉能华科技有限公司的8通道离线式振动监测系统重量仅仅有5公斤左右。
     在上述的整体验收内容中，传动链的离线式振动检测最为重要，因为振动检测可以发现传动链中大部件的潜在缺陷，而这些缺陷不是通过目测就能发现的，必须借助专业的仪器和人员。
     传动链的离线式振动监测报告是进行进一步检查的基础。根据振动分析报告的结果和建议，业主可以决定是否进行对中检查和调整、齿轮箱内窥镜、主轴无损探伤等专项检查进行确认。如果振动检测报告显示正常的话，业主一般无需再花费金钱和时间做进一步的检查。 
    目前，北京汉能华科技有限公司自主研发的HET-P离线式风电机组振动检测系统，已经为国内风电场业主提供了300台的离线式振动监测服务，检查的机型包括国内外10多种主流风机，发现了高速轴不对中、轴承裂纹或过度磨损、齿轮箱橡胶支撑失效、发电机转子线圈松动等多种故障，还曾准确预测到风机因高速轴不对中而造成联轴器飞出的恶性事故。
     随着业主对风机质量和安全越来越重视，对质保期后风险越来越重视，风电机组的离线式振动检测服务将得到广泛的应用，故障诊断服务将会给整个风电行业在控制风险、降低成本方面做出贡献。