風電作為一種清潔能源,有其自身的優勢,但是利用風力發電這一特點,也使得風電設備往往地處偏遠,給設備的養護維修帶來一定難度。
與此同時,風電設備因故障導致停機的影響不容忽視,不僅會影響電能穩定供應,也會給風電企業帶來經濟上的巨大損失。因此,風電行業常采用預測性維護策略,即:運用特定的監檢測技術,提前預測故障、并提前做好養護或維修更換的應對舉措,從而避免停機或者減少停機時間。
例如,風電機組中的重要設備:風電齒輪箱,該設備通過齒輪傳動將風輪的慢速轉動轉換成高速轉動,從而滿足發電機的需求。像這樣的核心部件,一旦發生故障,往往需要半年左右的時間才能完成新部件的交付和更換。因此早期預測故障,能夠有效減少停機時間。
風電設備的預測性維護策略常采用這些技術:
1. 監控或監測技術。例如:SCADA( Supervisory Control And Data Acquisition——數據采集與監視控制系統)或CMS(Condition Monitoring System——狀態監測系統)。這些系統通過傳感器、下位機等實現對風電機組的狀態數據采集,從而預測可能發生的故障隱患,是風電場運維的重要工具。
優點:可以通過采集到的狀態數據反應設備內部狀態異常,比較全面。
缺點:只能從狀態數據預判設備存在異常,往往不能確定異常的位置或者對應的具體部件;而且通常只能在故障發生前比較有限的一段時間內預警(例如一個月內),像風電齒輪箱故障這樣的問題,還是可能造成比較長時間的停機。
2. 內窺鏡檢測技術。工業內窺鏡是一種可視化的無損檢測技術,通過將探頭送入風電設備(例如:齒輪箱等)內部,可以直觀地觀測到其內部的狀況,例如:可以觀察齒輪齒面的嚙合狀況,有無磨損,有無斷齒現象等。
優點:無損且直觀地觀測到設備內部存在安全隱患或異常的部位,定位準確;而且可以根據需要檢測,例如:通過定期檢查更早地發現問題,為準備新部件提供更充足的時間。
缺點:工業內窺鏡擅長發現內表面缺陷,但是對于未顯露于表面的內部缺陷是觀測不到的(內部缺陷往往需要用超聲波檢測或者射線檢測技術才能早期發現)。
由此可見,狀態監控技術和內窺檢測技術的特點及優勢各不相同。其實風電設備的預測性維護策略涉及的技術不只這兩種,還有其他技術。每種技術之所以存在并得以應用,一定有其道理,不同技術的共同應用可以發揮各自的優勢,形成優勢互補,讓預測性維護更完善,真正做到未雨綢繆。