大唐山西新能源公司 山西省太原市
摘要：风机技改治理是提升发电量、保障风电机组安全运行、降低风电运维成本、提升效益的重要手段。通过对老旧风机存在或潜在的安全和可靠性等性能指标的问题细致分析，制定相应的深度治理方案，解决彻底存在问题，以实现设备可靠性和经济性的不断提高，创造良好的经济效益，实现提质增效目标。
关键词：风电；设备治理；提质增效
1.背景
随着我国风电产业的飞速发展，现有存量风电并网装机近3亿千瓦，累计风电机组超14万台，取得辉煌成绩的同时，早期优异风资源区所建设的风机退役规模逐渐扩大等问题逐渐凸显。中国未来要实现“双碳目标”，要开发更多的清洁能源必须要走两条路。第一条路，就是风电新增市场、第二就是老旧风机存量市场。数据显示，全国现有1.5MW及以下老旧风电机组装机近8000万千瓦，数量超5000台。由于这些机组开发较早，大部分位于风资源特别优异的地区，而这些机组普遍存在因为设计缺陷和运行年限久因素，造成发电能力一般、预警和故障监测点不足、关键重点部件更换频次高（尤其批量性的），从而导致发电能力差、故障率高、运维成本较高，机组运行安全风险大多等问题。以某新能源公司为例：该公司目前在役风电装机容量160万千瓦，共计850多台风机，其中早期投产的老旧风机共计56万千瓦，360台，占比41.9%。这些老旧设备普遍存在设备安全性、可靠性较差，对公司安全生产和经济效益造成较大影响。因此启动老旧风电项目技改升级十分必要且迫在眉睫。
通过以大代小、以新换旧，即将1.5MW及以下老旧风机置换成4MW以上的大风机，这样理论上通过风机置换，可以增加风电场装机容量，提升发电量，相当于把原来优异的风资源利用到数倍。这可以提高老旧风场资源的利用率，同样将提升风电装机的增长效率。缺点是投资大、工程量大，且存在大机组运输安装受原地形或土地环保红线限制、存量资产处置等一系列问题。
而风机技改治理也是提升发电量、保障风电机组安全运行、降低风电运维成本、提升效益的重要手段，且不存在置换方案所面临的问题。通过对老旧风机存在或潜在的安全和可靠性等性能指标的问题细致分析，制定相应的深度治理方案，解决彻底存在问题，以实现设备可靠性和经济性的不断提高，创造良好的经济效益，实现提质增效目标。
2.设备治理目的及原则
2.1.设备治理是设备管理一个环节，以设备为研究对象，按照“安全第一、预防为主、综合治理”等方针，通过对设备运行状态的分析及故障诊断，对设备存在的老化、故障率高、性能落后、以及不能满足生产需要的问题，有计划的进行的设备维修、改造和更新的工作。
2.2.设备治理目的
提高设备可靠性和经济性，充分发挥设备效能，取得良好设备投资效益，以求获得设备寿命周期费用最低，设备综合效能最高。
2.3.设备治理的原则
“预防为主、定期维护和专项治理相结合”的原则。
3.设备治理工作的几个误区：
3.1.不能抛开设备日常基础管理工作去谈设备治理，它是建立在日常设备管理工作的基础之上的，基础工作做扎实，对设备健康状况越了解，设备治理措施针对性就越强，治理效果就越好。
3.2.应以日常维护保养为主，检修为辅。没有正确的维护保养，就不可能有周到的计划检修。不能舍本逐末，忽视日常维护保养等定期工作，而把工作重心放在设备治理上。
3.3.设备治理不是故障抢修，更不是被动消缺，是有计划的针对性的维修改造，是以预防为主，维护保养与计划检修并重。诊断把脉一样，治小病、治未病。
3.4.不要指望通过一次专项治理就能解决所有问题，设备治理是要按客观规律办事，不可能一蹴而就，是一个循序渐进的过程。因为事物是发展的，我们进行设备治理也要用发展的眼光去解决这个问题。通过对设备的不断深入了解，不断发现问题，解决问题，再发现问题，再解决问题，使设备始终保持在一个相对健康的运行状态。
3.5.设备治理不仅仅限于技改，而是通过包括日常维保、定检或结合日常点巡检开展的专项工作来完成。如出现设备元器件劣化、测速探头表面油污污染、电气接线松动等潜在问题时，均可以安排在日常维保、定检中进行。
4.如何开展专项设备治理工作
4.1．专项治理项目的提出，是依据日常设备点巡检、安全专项检查以及隐患排查治理等工作发现的影响设备安全性、可靠性和经济性的共性问题及违反十八项反措的问题，提出综合治理解决方案及措施。
4.2．项目可行性论证及可研报告编制。
4.3．项目可研审查、立项、招标、合同签订、落实资金、设备排产交付等。
4.4．项目实施及过程控制。
4.5．项目竣工验收、转固、资料归档、项目后评估工作。
5.设备治理工作要把握好几个要点
5.1.做好设备日常基础管理工作，点巡检、定检、日常维保、隐患排查、设备台账、技术监控、缺陷分析。专项安全检查要与日常点巡检相结合，要融入日常工作，建立问题库和列入设备台账。基础管理是设备治理工作开展和取得预期效果的基础。
5.1.1.点巡检工作的要点
点巡检工作目的是通过点巡检逐步深入掌握设备的内在规律，使设备的状态受控，准确掌握设备现状，发现隐患，及时采取对策，把故障消灭在萌芽状态；通过资料积累，提出合理的设备维修和零部件更换计划，不断总结经验，完善维修标准，保持设备性能稳定，延长设备寿命；使设备的故障和事故停机率及维修费用逐步下降。
5.1.1.1.设备责任到人，作为设备专责人要履行设备管理责任，对设备进行全寿命周期进行管理。要让点检人员清楚自己的设备管理责任及工作内容和标准，重点是要培养管理意识。包括：设备的规划、调研、选型、采购、安装、调试、验收、移交等，设备台帐、档案管理，检修工器具及工装夹具管理，备件管理，设备综合计划管理，维护管理，故障及检修质量管理，设备运行指标管理，技术管理和设备改良管理，设备的经济管理。
5.1.1.2.制定和不断完善标准。
5.1.1.3.要将日常参数点检、登塔巡检和定期专项检查相结合。要通过持续关注设备参数的变化和润滑油品化验指标变化分析设备劣化趋势，并通过专业检查提前发现和处理问题。要摸索元器件的使用寿命，有计划的逐批更换。
5.1.1.4.点检人员要认真做好点检日志，对检查发现的问题要进行分析，判断是个别问题还是共性问题，如共性问题要举一反三扩大到所有设备进行检查。要根据问题严重情况制定整改措施及计划，对暂时不影响机组安全运行的问题要制定落实运行措施，并列入下步设备治理计划，要结合本次点检情况持续跟踪问题解决情况，并评估效果和完善措施。
5.1.1.5.要做好缺陷的闭环管理工作，要深入分析设备缺陷，找到问题根本原因以及是否存在深层次的管理问题，缺陷分析不能单纯分析设备本身问题，要深挖管理问题，找到问题的解决方法和防止问题再次发生的改进方法，制定和落实措施，要避免重复问题的发生。要对多发、频发缺陷、苗头性问题以及影响设备安全运行的重大缺陷重点分析。对于难点问题同设备厂家建立技术联络会机制，共同分析研究，制定措施及技改方案，消除设备安全隐患。
5.1.1.6.要重视设备台账的建立和逐步完善，通过它能及时方便的查看设备的各种参数、维修保养及故障记录，便于设备的缺陷分析以及维护保养和计划检修。
5.2.要做好技术监督工作。
5.3.做好小风季计划检修。在保证风电机组安全运行的前提下，尽量将设备治理工作安排在每年小风月进行，避免在恶劣气象条件下作业，从而减少停机时间，降低检修成本，降低电量损失和安全风险。通过策划备件、作业队伍、资金准备缩短工期，提高质量。
5.5.做好培训工作，新能源的主要问题就是人员安全和技术素养不能满足岗位需求和现场需求。培训的主要内容为治理方案（三措两案）、管理流程和标准。要组织相关人员对治理方案（三措两案）进行会审和讨论，并编制现场作业安全、质量控制要点。通过培训要让相关人员、特别是现场负责人清楚治理项目工艺流程和作业过程，清楚现场安全和质量控制要点，知道现场安全和质量怎么能管理到位，要清楚现场必须严禁什么、履行什么和要达到什么要求。
5.6.要重视安全和质量验收工作，管控中要建立及时发现问题，及时组织分析、制定措施、纠偏整改的机制。要建立工作例会制度。
5.7.重视高风险作业的安全管理，设备治理工作往往伴随高风险作业，甚至每天多起外包队伍作业和高风险作业，加之风场作业点多面广不易管理的特点，这就需要在设备治理过程中对所有外包作业进行统计分析，根据统计情况统筹合理安排现场监护人员，严把作业安全质量控制要点，确保安全风险可控在控。
6.某风场风机设备治理案例
某风场一、三期项目分别于2008年和2010年投产，均为早期国产1.5MW双馈机组，共计47台，可靠性、安全性较差。
6.1.深度治理前期准备工作
2019年，风电场组织对一、三期风电机组运行情况进行了摸底排查（排查主要问题详见表1）。并针对存在的问题，制定了风电场设备深度治理工作方案并实施，以确保设备安全稳定运行。
表1
.png)
6.2.治理方案
6.2.1深度治理工作分类
6.2.1.1风机全面调试
恢复出厂参数和接线，结合主机厂多年机组运行经验，发现和处理控制系统潜在问题，保证机组各项保护功能正常，彻底消除机组安全隐患。
6.2.1.2机组精细化检修
通过更深入的检修和维护，恢复机组性能，降低机组故障率，提高机组安全性、可靠性，使机组达到最优运行状态。
6.2.1.3专项治理
部分机组存在的处理难度大的问题，进行集中处理。
6.2.1.4技术升级
通过叶片技改、变桨系统直流改交流、变频器技改等项目，提升机组性能，达到提质增效的目的。
6.2.2.2治理方案
对风机各部套进行深度治理及优化升级、主控及变桨系统进行全面调试、电缆防护升级、变频器进行精细化维护等工作，如图3-1所示：
深度治理项目共计366项，涉及安全51项，可靠性315项。详细统计如下：
.png)
.png)
6.3.治理工作综述
治理工作于2019年9月30日启动，2020年9月底基本完成，历时一年。发现并消除重大安全隐患42台次。如台主轴轴承温度高故障、超速模块功能失效、发电机、变桨齿轮箱、偏航齿轮箱故障等。共消除一般性缺陷272台次。主要包括液压系统漏油、齿轮箱漏油、偏航变桨齿轮箱齿隙超出额定值，参数设置不正确、齿轮箱油泵联轴器磨损、发电机轴承温度高、齿轮箱轴承温度高、螺栓缺失、照明灯损坏、刹车器罩壳缺失、齿轮箱测速探头支架缺失、发电机散热风扇损坏等。
6.4.治理效果
通过设备深度治理，有效的提高了机组运行的安全性、可靠性，提升风机可利用率及发电量，降低机组运维成本，同时治理过程也是对风场运维人员的现场培训，提升了人员技能水平。2020年该风场一、三期风机发电量同比2019年增发1783万kw·h、同比2018年增发6692万kw·h；2020年一、三期风机利用小时同比2019年增发253h、同比2018年增发949h。