风电设备安装技术管理综述论文(精选6篇)
篇1:风电设备安装技术管理综述论文
在风电施工建设中,工程的施工重点和工作量主要反映在风机的安装作业上,一般情况下,履带式起重机充当了吊装设备主角,汽车起重机则充当配角,主要任务是完成机舱、塔筒和叶轮等三大部件的安装。下面是专业从事风电安装的施工企业工程师,根据多年施工经验撰写的文章,以供相关读者参考。
近年来,国家对以风力发电为主的新能源示范工程作了专项安排,国内风力发电的规模如雨后春笋的迅速发展起来。目前在江苏、吉林、辽宁、广东、内蒙、新疆、宁夏等地已有多个装机容量为100MW及以上的风电场已建或在建。我公司从1998年开始进入风电场安装市场,目前已经完成了十几个风电场的建筑安装工程,并积累了一定的安装和管理经验,下面就风电场风机安装过程谈谈技术及管理方面的经验,希望能与同行相互交流。
1、风机设备组成风机设备主要由底座、塔筒、机舱、轮毂、叶片、箱式变压器、及电气等部分组成。各种机型设备的重量不同,塔筒的高度不同,而塔筒的高度一般是随风力高度分布情况而确定。
2、安装场地要求
目前国内风电场施工及设备存放场地主要有两种类型,一种是在现场设立临时存放场地,风机设备到货后集中存放在临时仓库,安装时再二次运输到吊装点。另一种是直接将风机设备运输到吊装现场存放不再二次运输。为了节约运输的成本,越来越多的风电场采用风机设备一次到位的方式。但这样也加大了对安装场地的要求,每个安装场地必须可以存放一台套风机的全部设备,并能让大型吊机和辅助吊机有吊装设备的位置。因此在设备到达现场前须要对进行场地策划,让场地符合风机设备安装的要求。
3、风机吊装
吊装时主力吊车的选用主要受到地理环境、场内道路状况、设备参数(机舱尺寸、重量、塔筒高度)等因素影响。随着风机单机容量的日趋增大,对吊装机械要求也越大。在场地和道路宽敞的情况下,一般使用履带吊进行吊装。但如果施工现场道路较窄,应首先考虑使用轮胎式起重机。因为使用履带吊进行吊装,如果道路狭窄,从一台风机到另一台风机间需要不断拆卸和重新安装履带吊,这样既拖延了工期,也加大了成本。目前国内安装的风机主要以1500kW机型为主,如江苏如东、江苏东台,吉林通榆、辽宁阜新、内蒙古呼伦贝尔等风电场。从目前国内1500kW风机设备安装的情况,一般要选用400t以上的大型履带吊或500t以上的轮胎吊来满足吊装要求。
下面以华能吉林通榆风电场举例说明:华能吉林通榆风电场一期工程为100MW风电场,单机容量为1500kW,共67台。根据现场环境和设备的技术参数,则确定现场安装平台为50×50m2,地压为15t/m2,共存放3节塔筒、1个机舱、3个叶片、1个轮毂等一台套风机设备,并满足一台450t履带吊和一台辅助吊机吊装设备的站位要求。
根据设备参数和现场的环境因素,经过计算,我们确定CC2500/450t履带吊为主力吊机,根据机舱就位的最高高度(约72m),再确定吊臂的长度为96m,这样可以保证在叶轮吊装时,将叶轮的法兰口正对机舱就位而机舱不会碰杆(吊机吊臂),从而避免了吊机移位或机舱偏航等复杂作业。
4、设备卸车
风电场设备卸车主要是指塔筒、机舱等大件设备的卸车。机舱是风机最重要的部件,也是最重的设备。根据设备的技术参数以及现场机械的实际情况,可以采用单机卸车或双机卸车。如内蒙古呼伦贝尔风电场塔筒最重40t,机舱54t,因而采用双机(一台65t汽车吊和一台50t汽车吊)卸车。塔筒用专用的吊装工具卸车。机舱则用吊装梁和双机进行卸车。
5、风机设备吊装
风机设备吊装主要指塔筒机舱、叶轮等大件设备吊装,其中最重要的环节是吊装机舱和叶轮(轮毂和叶片的组合体)。机舱最重则吊机受力也最大;叶片的受风面积最大,因此对风速要求严格,一般要求风速不大于8m/s.为了考虑叶片吊装的方便和容易操作,机舱吊装时吊机的位置既要考虑满足机舱的要求也要满足叶轮的吊装要求。我们一般要求主力吊机吊臂正对机舱的法兰(连接轮毂的法兰),这样对叶轮吊装就位方便得多,不需要移动吊机来调整位置(也不需要进行偏航来调整机舱的位置),而是吊机一次到位。如果侧面吊装机舱则还需要移动吊车的位置或进行偏航才能满足叶轮的吊装,根据风机设备吊装情况分析,选择大型主力吊机一般是机舱就位的标高(机舱顶部的高度)加上20m左右,就是主力吊机吊臂所需要的长度。
叶轮吊装时,要求随时注意风速的变化,上面2个叶片溜绳按技术要求绑扎。每条溜绳需要5~6人,配合指挥人员进行松紧调整。叶轮与机舱对接时,需要2~4根尺寸适当的定位销进行定位,然后再慢慢松钩对接。
塔筒吊装时,每节连接螺栓力矩达到《安装手册》上技术要求时才能松下吊机,进行下一步吊装工作。
根据风机塔筒的特点,在安装时除了按吊装安全规程进行作业,还应注意以下几点:
①塔筒起吊前,检查设备内所有的电缆,并进行必要加固措施,确保在吊装过程中电缆不被损坏。
②塔筒内作业时必须做好漏电保护措施,检查电源线。
③吊装底节和中节塔筒时,把临时安全绳固定在塔筒顶端,确保作业人员上下塔筒的安全,吊装上段塔筒后,把永久的安全绳安装好。
④塔筒对接时,由起重指挥站在地面通过对讲机与塔筒平台上人员联系,并指挥吊机动作;当机舱到达塔筒上方和叶轮与机舱对接时,吊装作业指挥权由地面起重指挥移交给塔筒平台上起重指挥,由其通过对讲机指挥吊机动作。
⑤一般的机型要求将上段塔筒与机舱在同一天安装完成。
6、现场施工管理
由于风电场存在安装时间较短,长期风力大等特点,因此进行风电工程项目施工也有流动性大、工期短、长时间在大风环境下作业、不同风电场条件差异大、施工条件恶劣等特点。由于工期短,因此办公和住宿点一般采用临时搭建简易房或租用当地的民房来解决,这给现场施工管理带来一定的困难。因此主要管理人员应提前进入施工现场,收集现场施工资料和周围环境、自然环境资料,然后根据施工特点提前采取相应有效的措施,充分利用当地的资源,以确保施工正常有序进行。
7、在风力较大情况下的施工管理
风电场存在长时间必须在较大风力情况下作业的特点。因此无论是作业期间或大型吊车停驻时,必须考虑到可能有最大的风速情况。若风的条件大于停车的限制值,必须及时把吊杆降低到地面上。如果场地条件允许,应该朝着迎风方向降低吊杆系统。必须及时考虑风力和风向的变化,每天预先收集信息。以便及时做好防范工作,吊车臂杆趴下后应用防风锚做好固定。
履带吊转移时,速度一般不宜超过500m/h(由于吊臂长,吊机容易发生意外而侧翻),转移前用推土机把行车路线推平。转移时由履带吊司机长负责指挥,履带吊前方、左右履带设专人监护,保证前后履带角度不超过3度,左右履带夹角不超过2度。当地压不够时须铺设路基板,夜间转移时要配备照明设施。
施工过程中,随时观察天气状况,及时将强风预报通知履带吊机长。吊车司机接到强风预告应马上停止作业,将吊钩升到最高位置,然后趴杆将臂杆头部触地或将臂杆放置于铁板凳上,关闭发动机,锁好操作室,人员撤离。
篇2:风电设备安装技术管理综述论文
本标准规定了集团公司所属风电企业生产、非生产设备异动的提出、审批、实施、结束、恢复和后续评审等管理内容。本标准适用于集团公司及其产业、区域子公司所属或管理的风电公司及各风电场。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件。华能集团公司
电力检修管理办法试行 华能集团公司
电力生产资本性支出项目管理办法试行 Q/HB—G—08.L01—2009 华能电厂安全生产管理体系要求 Q/HB—G—08.L02—2009 华能电厂安全生产管理体系管理标准编制导则术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。
3.1 设备异动
是指为了改善设备的运行、监视、检修条件而对设备、系统及周围相关设施所进行的改动。它包括生产设备或系统改造、换型、移动、增添、拆除以及设备技术性能、参数的改变等。4 职责
4.1 企业分管领导
4.1.1 负责设备异动技术报告或方案的批准。
4.1.2 负责设备异动后的运行规程、系统图册修订批准。4.2 安全生产部门
4.2.1 负责设备异动技术报告或方案的审核、技术协调及执行情况的监督管理。
4.2.2 负责组织设备异动后的效果评价和验收。
4.2.3 负责设备异动后的运行规程、系统图册修订审核。
4.3 风电场
4.3.1 负责提出设备异动技术报告或方案。
4.3.2 根据批复的设备异动报告或方案编制安全施工方案并参与安全技术措施的编写、执行等对实施过程进行管理。
4.3.3 负责参与设备异动后的效果评价和验收。
4.3.4 负责设备异动后的运行规程修订、系统图册完善、设备台帐管理。
4.3.5 负责异动后的资料整理归档上交。流程与风险分析
5.1 管理流程图 设备异动管理流程图见附录A。
5.2 风险控制点 本标准中的风险控制点申请、审核、批准、实施、报告、文件归档。
5.3 风险分析
5.3.1 由于未办理设备异动申请、未经系统论证就开工作业可能造成资金浪费和事故隐患。5.3.2 由于对设备异动技术方案、安全措施审核不严格对其必要性、可行性和先进性审核不足可能导致设备存在安全运行隐患、增加不必要的资金支出。
5.3.3 由于设备异动实施过程中管理不完善导致检修质量降低、设备安全运行隐患及工作过程管理混乱等后果。
5.3.4 由于设备异动执行报告未及时完成或填写不真实不规范导致运行人员失去操作依据造成误操作对人身和设备存在安全隐患。
5.3.5 没有及时对异动设备的资料和图纸内容、规程的有关条文进行及时修改、归档造成相关资料与实际不符影响安全生产。管理内容与方法 6.1 设备异动的提出
6.1.1 设备异动的提出要保证现有系统、设备的运行安全满足生产工艺流程的设计要求保证其实施的必要性、可行性和先进性。
6.1.2 风电场生产系统及其设备发生异动均需办理审批手续凡属上级公司正式下文批准的技改、技措、反措、科技、节能等项目中涉及设备异动的可不办理设备异动申请。
6.1.3 企业生产人员均可以根据现场生产需要提出设备异动申请。
6.1.4 异动发起人应该针对提出的异动确定异动的性质并提出异动方案。
6.1.5 异动方案无固定格式但应包括异动理由、异动方案描述对比、异动预期效果、风险分析与控制措施、成本及效益简要分析。
6.2 设备异动的审批
6.2.1 异动发起人将异动方案提交本部门或风电场由部门或风电场组织内部评审对方案进行预评审、修订和完善经批准后报至安全生产部门。若属于紧急异动可直接交到安全生产部门主管。
6.2.2 安全生产部门组织相关部门、风电场人员对异动方案进行分析评审。确定异动负责人、异动过程中存在的风险分析与控制措施、异动执行时间与执行方式等并形成评审报告。属于大型异动的应列入工程项目管理必要时报上级单位审查批准或聘请外部专家协助论证。6.2.3 根据评审报告由异动负责人负责完成《设备系统异动申请单》附异动评审报告见附录B经安全生产部门、异动实施部门、风电场会签上报企业分管领导批准后开始启动异动执行。
6.2.4 性能相同设备本身的异动由安全生产部门批准执行系统性的异动应由企业分管领导批准执行。
6.2.5 异动申请单由安全生产部门进行统一编号应有唯一性并与异动后的报告单编号相对应。
6.3 设备异动的实施
6.3.1 异动申请单批准后如果是系统、设备更改需要立项执行生产资本性支出项目管理的相关程序实施工作参照相关管理标准执行。
6.3.2 异动负责人应按已批准的异动方案经过人员、材料、充分准备后组织实施异动。
6.3.3 异动执行前异动负责人应组织制定相应的质量控制文件如异动作业指导书等作业指导文件并按审批流程批准执行。
6.3.4 异动执行前异动负责人应对作业人员班组、承包商进行充分的交底。
6.3.5 设备异动工作的开工执行集团公司风电企业《工作票和操作票管理标准》。
6.3.6 异动执行过程中应充分按质检点控制计划进行质量验收与安全监督认真记录异动的各项数据与状态结果。
6.3.7 根据需要安全生产部门组织相关人员在设备异动实施过程的适当阶段召开协调评审会议对工作满足安全、质量、环境要求的能力做出评价识别和发现存在的问题和不足并采取措施加以解决。
6.4 设备异动的结束
6.4.1 异动结束后异动负责人填写《设备系统异动报告》见附录C详细描述异动前后设备系统的状态参数变化系统异动正式生效的时间注意事项。
6.4.2 《设备系统异动报告》应在系统投入运行前至少48小时提交涉及规程、系统图册修编的异动至少应提前10天提交经风电场审查报安全生产部门审核经企业分管领导批准后发布。
6.4.3 批准后的《设备系统异动报告》应送达安全生产部门、风电场、档案室等相关部门异动报告的送达应明确为签收制接收人应为各部门专业负责人避免以告知形式导致相应后续系统图、规程等修订不及时现象的发生。
6.4.4 设备异动实施工作完成后由安全生产部门组织相关部门、风电场进行验收、确认。
6.4.5 异动负责人应按档案管理的要求及时归档异动资料一般情况下设备异动实施且竣工验收一个月内完成资料归档工作。档案室应将异动资料归集至该所属设备资料图纸档案。6.4.6 设备异动后风电场应及时修订运行规程和系统图册完善设备台帐。
6.5 设备异动的后续评审 经过永久性异动后的系统投入运行各相关部门应该及时通过收集数据、查验设备运行状况来评估异动后的效果并反馈给异动负责人。异动负责人在系统投入运行一个可检验周期后一般3个月组织一次异动效果评审会验证异动效果并确定是否需要进一步完善方案采取新的措施。检查与考核 7.1 本标准执行情况由风电企业安全生产部门进行监督、检查与考核。
7.2 考核标准执行集团公司风电企业《安全生产考核管理标准》中的有关部分。相关/支持性文件
华能集团公司风电企业
工作票和操作票管理标准
华能集团公司风电企业
设备维护检修管理标准
华能集团公司风电企业
设备缺陷管理标准
华能集团公司风电企业
运行管理标准
华能集团公司风电企业
设备技术台帐管理标准
华能集团公司风电企业
文件控制管理标准
华能集团公司风电企业
记录控制管理标准
华能集团公司风电企业
安全生产考核管理标准 报告与记录 序号 编
号 名
称 保存地点 保存期设备系统异动申请表 相关部门 三年设备系统异动报告 相关部门 长期
附录A
规范性附录 设备系统异动管理流程图
流程名称设备永久异动管理流程 流程编号 版本号
范围
设备异动的全过程管理适用于华能集团公司所属风电企业设备永久异动管理 关键控制点说明
篇3:风电设备安装技术管理综述论文
关键词:风电技术,光伏发电,风电消纳
风力发电, 是当前既能获得能源, 又能减少二氧化碳排放的最佳途径。根据国家发展和改革委员会的规划, 至2020年, 中国国内风电总装机容量将达到5000万千瓦, 年发电量约为1000亿千瓦时以上, 即每年能减少二氧化碳排放量为6000万吨以上, 将在很大程度上有助于环境质量的改善。
一、我国风电发展现状
中国风能协会2013年3月13日发布《2012年中国风电装机容量统计》报告, 数据显示, 2012年中国 (未统计台湾地区) 新增安装风电机组7872台, 装机容量12960MW (兆瓦) , 同比下降26.5%, 这是自2011年以来连续第二年风电新增装机增速下滑。此前国内风电装机容量保持多年高速增长。2011年, 由于国内风机产能过剩, 加上政策调整, 风电市场开始逆转。截至2012年年底, 中国已建成的海上风电项目共计389.6MW, 是除英国、丹麦以外海上风电装机容量最多的国家。
二、我市风电发展现状
2007年张家口市被国家定为第一个百万千瓦级风电基地, 2009年又成为国家首个双百万风电基地。至2011年底, 全市累计装机容量达到509万千瓦, 连续五年年均增长96.7%;累计并网容量达到386万千瓦, 较五年前增长12.7倍。2009年全市风电累计装机容量全国地级市排名第一, 2010年全市风电累计并网容量全国地级市排名第一。
三、风电发展的瓶颈
2006年以后, 我市风电发展进入“井喷期”。与此同时, 风电技术发展落后、相关标准缺乏与风电快速发展之间的矛盾也日益突出。因为风电发展太快, 2008年底, 我市风电装机总量达到59.5万千瓦。但与之伴生的是接纳风电入网的变电站主变频繁过载, 最大受限出力6万千瓦, 约占当时投产装机总量的9%, 当时的张家口电网已经没有了接纳风电入网的裕度。随后2009年, 又新增装机40万千瓦, 受限出力更高。之后几年, 我市风电装机容量更是突飞猛进。
随着风电并网容量的逐渐加大, 风电的消纳问题也随之显现。据了解, 我市风电场均不同程度地存在着限电现象, 比较严重的是中节能张北满井风电场和国华七甲山风电场, 中节能满井风电场, 风电弃风比例已经超过35%, 国华七甲山风电场去年还只是小规模的限电, 现在限电比例已经超过了25%。
“目前风电入网在技术上已经不是问题, 之所以会出现风电电量被弃, 是因为风电具有波动性, 电网需要搭精力和财力去做很多前期工作。”电网工作人员介绍, 除了上述问题, 风电企业本身发展过快也是造成风电电量被弃的一个主要原因。风电发展速度与电网建设规模不相配套, 风电装机容量超过了电网容纳能力, 这必然导致部分风电难以并网。
四、风电发展前景与对策
1、国家将对可再生能源行业提供贴息政策
为了实现国家“十二五”计划中实现经济再平衡, 财政部将综合运用贴息、风险补偿等财政政策, 服务支持新能源和新材料等新兴产业的发展。作为全球最大的能源生产国和消费国, 中国承诺减少污染排放, 并宣布到2020年, 把国内生产总值 (GDP) 二氧化碳排放比在2005年的基础上降低40%-50%。为达到这一目标, 中国计划到2020年使核能和可再生能源等非化石燃料占能源总消费的比重达到15%, 目前这一比重为8%。
2、低风速风电纳入国家规划
在目前大基地风电建设之外, 未来国家将支持在资源不太丰富的地区发展低风速风电厂, 倡导分散式开发。加强低风速风电开发已被纳入“十二五”风电发展规划, 政策上拟提高其在未来整体风电开发布局中的比重。
3、多路突围, 为并网全力以赴
冀北电网为了更好更快地规范风电的发展, 同时制定统一标准, 尽最大努力消纳风电。调整配套电网工程建设时序, 超前开展前期工作, 千方百计加快风电送出工程建设, 尽最大努力满足了风电接入电网的需要。从2008年开始, 我市先后建成的220千伏变电站、220千伏线路构成了我市汇集风能、光能外送的核心。全市建成和在建的所有风场、风光储能基地都将通过这些汇集中心送入华北大电网。
4、崛起风电“龙型经济”
在积极招商引资开发风能资源的同时, 该市坚持走优势资源产业化发展之路, 不断完善产业链条, 真正将风电开发做成产业, 依托丰富的风能资源和具有优良传统的机械加工产业优势, 积极寻求风电设备加工本土化。同时, 主动寻求与国内机械设备制造强企合作, 扩大风电设备生产及加工能力。如今该市已具备了本地生产风电全套设备的能力, 风电产业“龙型经济”正在迅速崛起。目前, 风机叶片制造厂年生产能力达1000套 (3000片) , 风机塔筒制造厂年生产能力达1200套。该市风电装备基本实现了从研发到主机生产、运输、组装、服务全部本土化, 初步形成了以风电装备制造、运输、安装、维修等为重点的风电配套产业发展格局。
5、太阳能电站的建设
2013年3月12日, 江西首家居民用户分布式光伏发电并网项目——莲花县金城大道杨家新村朱建兵220伏分布式光伏发电并网项目在通过并网计量装置安装、《发用电合同》签订和并网验收及调试后, 成功并网发电。加纳将于2013底建设155兆瓦的巨型光伏电站, 将安装63万块光伏组件。风电不同于火电和水电, 火电水电发电量是一致的, 只需要调节用电量就可以稳定供电, 而风电则不然, 无论是发电, 还是用电都是不稳定的, 忽高忽低的发电量不仅极易造成对电网的波动, 影响电网安全运行和消费者稳定用电, 而且不稳定的发电量也常常使供电企业在经济效益上得不偿失。
面对风电对电网造成的压力, 国家电网一直在想方设法破解难题。而国内首个风光储输综合示范项目落户我市, 为我市风电外送开辟了一条新的通道。项目建成后将成为世界上最大的太阳能光伏发电场、最大的风光储实验中心、第一个超百万千瓦风电集中输出检测基地和世界上规模最大的风光储三位一体示范工程。
在科学消纳风电的同时, 冀北电网加强与风电企业沟通联系, 加快风场标准体系建设, 有效解决了风电场建设没有规范、接入电网没有标准、风电价格没有理顺、电网规划薄弱等问题。
五、结语
随着可再生能源法的实施, 我国风电进入了快速发展时期, 世界风电设备制造商和开发商都十分看好我国的风电市场。无论从我国风能资源和能源需求来看, 还是从保护环境角度出发, 我国都应加快风电技术和产业的发展。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化, 风电成本可望再降, 我国风力发电事业将持续高速发展。
参考文献
[1]曹建萍.国内风电设备制造业将迎来又一发展高潮[J].电器工业, 2008 (11) :17-181.
[2]时璟丽.世界风电发展形势及我国风电制造业面临的机遇[J].可再生能源, 2009 (3) :1-31.
[3]董丹丹, 赵黛青, 廖翠萍.我国的风电技术和风电发展[J].可再生能源, 2007, 25 (3) :72-75.
篇4:风电设备制造业知识产权研究综述
摘 要:风力发电作为一种清洁可再生的新能源,在世界范围内呈爆发式增长,为我国风电设备制造业的发展提供了很好的契机。然而该产业在发展的过程中遭遇了很多问题,其中最关键的问题就是产业需要核心技术和创新。随着知识经济的发展,知识产权日益成为促进产业发展,提升产业竞争力的重要手段。因此,本文通过相关文献研究,认为通过知识产权创造来促进风电设备制造业的发展有着一定的现实意义。随着知识经济的发展,知识产权日益成为促进产业发展,提升产业竞争力的重要手段。因此,本文通过相关文献研究,认为通过知识产权创造来促进风电设备制造业的发展有着一定的现实意义。
关键词:风电;风电设备;知识产权
风电设备制造业是风电产业的上游产业,目前已受到各国政府的普遍重视(冯伟等;2010)。在整个风电产业链中,风电设备制造费占到风电装机成本的70%左右,但国内外很少对风电设备制造业进行单独研究。
一、风电产业研究
对风电产业的研究,国外主要集中于技术方面。如Toshiya
Nanahara(2004)对分布式风力涡轮机平滑效果的探讨。Jorge
Martínez Garcia(2009)运用一种简单的经济学方法,研究了定速异步发电机在出现故障时的改进方法。A. Zaher, S.D.J.
McArthur,D.G. Infi eld(2009)研究了通过自动化监控数据分析,如何检测风力故障的问题。M. B. Zaaijer(2009)对知识开发设计的海上风力能源技术进行了系统回顾。
我国风电产业的研究始于上世纪末,最早由施鹏飞等(1997)学者主持。之后的研究主要集中在风电产业的竞争力分析(陈峰,2010)、风电产业链的研究(邸元等,2011)、借鉴国外经验发展我国风电产业(雷孝平等,2011)等几个方面。对技术的研究也有提及,但研究不足。
二、风电设备制造业研究
国内对风电设备制造业的研究不多,冯伟、李颖洁(2010)基于产业链的视角,在分析国内外风电装备制造业现状的基础上,从分工协作、交易成本及产业集聚等角度剖析了我国风电装备制造业产业链发展滞后的原因,并在此基础上有针对性地提出了相应的对策建议,如坚持风电国产化、加强资源整合力度、提高产业集聚程度等。
王宇露(2011)运用自主创新能力理论,提出了风电设备制造企业自主创新能力的三要素:技术认知能力!知识吸收能力和整合创新能力,并阐述了其自主创新能力的现状,剖析了导致我国风电设备制造企业自主创新能力不足的原因,提出了针对性的提升对策。
卞雅莉(2012)在识别风电设备制造产业链特征的基础上,分析产业链不同环节的空间分布特征,研究发现,中国风电设备制造业空间分布并不均衡,政府发挥了培养市场和创造需求的关键作用,区域自然资源和产业基础是中国风电产业空间集聚的重要驱动力量,龙头企业的区域扩张也是推动产业空间集聚的重要因素。
谢祥、汝鹏等(2012)分析了我国风电设备制造业的发展现状,对该产业所采用的技术创新方法进行了分类,归结为模仿创新、合作创新和自主创新三种模式。基于此创新模式分类绘制了我国主要风电设备整机制造企业的技术能力演变路线图,总结了技术创新模式对企业创新能力提升的影响,并指出模仿创新模式和合作创新模式已经不能满足我国风电设备制造业发展的需要,我国风电设备制造业只有在积极引进消化吸收国际先进技术的同时,通过自主创新,提高技术创新能力,开发更多具有核心技术和自主知识产权的产品,才能抓住发展机遇,走出困境,做大做强。
白雪洁、李媛(2012)认为我国风电设备制造业在参与全球价值链分工的过程中,以技术引进为主,关键零部件存在进口依赖,品牌少、标准缺失。
以上研究可以看出,目前风电设备制造业的发展还存在种种问题,但其发展需要自主创新和知识产权已成为学者们的共识。
三、产业知识产权研究
国外对于产业知识产权的研究,大多集中在生物技术行业和新材料行业Dennis Fernandez,Mary Chow(2005)、Thomas A.
Hemphill (2003)。
国内关于产业知识产权的研究主要集中于以下几个方面:一是基于知识产权保护视角。在新材料领域,王明明、程蕾(2007)等研究得出了的新材料项目研发和产业化各阶段专利保护的一体化策略,包括材料结构专利、制备技术专利和设备装置专利等,并进一步提出了围绕产品开发链的三维专利保护模式。在企业内部,熊洁(2013)认为知识产权保护与企业研发强度的关系是不确定的,取决于国内外技术差距的大小。冯天霁,郝凯等(2014)指出知识产权保护水平是服务贸易出口促进经济增长的重要影响因素。张望(2014)也指出我国加入世贸组织之后,中美之间的贸易战逐渐出现一些新的变化,在反倾销措施不断加强的同时,美国正在越来越多地使用对贸易和知识产权限制更为严格的337条款作为保护其贸易的手段,使中国企业蒙受了巨大的损失。
二是基于知识产权管理视角。程国栋(2012)从微观企业角度出发,介绍了企业知识产权的生命周期,企业研发活动和知识产权的理想管理周期模型及知识产权(专利)的管理过程,旨在使企业全面认识和正确理解知识产权对企业发展的重要性。郭强,杨宗跃(2007)从中观产业角度,认为由于知识产权管理的不足,我国电子信息企业在面对跨国公司的专利和知识产权壁垒时,缺乏有效的应对手段和话语权,同时也对知识产权管理过程中出现的具体问题提出了相应的对策和建议。厉宁,周笑足(2012)从宏观制度方面,认为完善协调机制,实行科学管理,确保高效运作是实施知识产权战略的关键和瓶颈问题。
三是研究知识产权对经济发展以及产业竞争力的效用。从资源配置效率的角度,王晓春(2004)明确地解释了知识产权作用于经济增长的关键机制——为创新企业提供短期垄断地位——短期垄断利润的存在使创新企业对新技术的投资变得合算。吕薇(2004)阐述了知识产权制度是提高产业竞争力的需要。徐建国(2005)根据上海市企业的专利申请量和授权量、工业利润以及科技进步对经济增长的贡献率等数据,说明了知识产权的良好发展对科技进步活动以及经济效益增长的正面作用。陈春晖,曾德明(2007)等利用中国1985—2005年的样本数据,运用协整和误差修正模型研究知识产权对中国经济增长的作用。结果表明,知识产权对中国经济增长具有显著正向促进作用。张志新(2007)通过对产业竞争力理论的回顾与分析,运用微笑曲线说明了知识产权对产业竞争力具有决定性的作用。陈邦武(2008)从产业价值链的角度出发重述了上述观点。李明星,何娣等(2013)通过对江苏战略性新兴产业的研究,指出战略性新兴产业的发展离不开知识产权战略的支撑。
《国家知识产权战略纲要》指出,知识产权包括创造、运用、管理和保护四个环节。国外对产业知识产权的研究,多集中在新材料和生物技术行业,重点研究知识产权的获取及保护。国内对产业知识产权的研究主要基于保护和管理视角,创造视角的研究不足。而知识产权创造对增强企业竞争力发挥着极其重要的作用。
近年来,顾晓燕等(2012)围绕高技术产业知识产权创造展开了一系列研究,补充了以往研究的不足。基于1997-2010年高技术产业省际数据,顾晓燕,严文强(2013)分析了高技术产业知识产权创造与高技术产业增长之间内在的依存和因果关系,并提出了提升两者间相互作用的对策建议。基于2000~2010年中国高技术产业17个细分行业的面板数据,顾晓燕(2014)以专利创造为例,分析了不同的自主创新模式对知识产权创造的不同影响;基于2000-2010年的江苏高技术产业数据,顾晓燕,吴兰德(2013)以专利为例,分析江苏高技术产业自主知识产权创造的动态绩效。并指出高技术产业自主知识产权创造是推动产业布局优化和经济转型升级的重要着力点。
四、本文结论
纵观上述研究,笔者认为现有研究还存在一些不足:(1)对风电产业的核心环节——风电设备制造业重视不够,对风电设备制造业需要创新和知识产权,仅有少数学者做了研究;(2)对知识产权的研究多基于保护和管理的视角,创造视角的研究较少。
基于以上不足,本文认为以后的研究可以在这两个方面继续深入,一是加强对风电设备核心技术和知识产权方面的研究;二是可以从知识产权创造角度去研究产业知识产权问题,否则没有知识产权,何谈保护与管理?
参考文献:
[1] Toshiya Nanahara, Masahiro Asari. Coherence and Smoothing Effects at a Wind Farm[J].Wind Energy.2004(7), pp.61–74
[2] Jorge Martínez Garcia and José A. Domínguez-Navarro Behaviour Improvement during Faults of Fixed Speed Stall Control Induction Generator Wind Turbines[J].Wind Energy,2009(12),pp.527–541
[3] 冯伟,李颖洁. 基于产业链的中国风电装备制造业发展策略研究[J]. 中国科技论坛,2010(02)
[4] 谢祥,汝鹏. 基于技术创新模式的我国风电装备制造业创新能力分析[J]. 科技进步与对策,2012(11)
[5] 白雪洁,李媛. 我国战略性新兴产业发展如何避免低端锁定——以风电设备制造业为例[J]. 中国科技论坛,2012(13)
[6] 王明明,程蕾.新材料领域知识产权策略研究[J]. 科技管理研究,2007(4),pp.217-219
篇5:风电设备安装技术管理综述论文
编辑批准 —彭苏彪(工程总监)
工程项目建设管理控制程序
设备监造及设备验收 / 7 工程项目建设管理控制程序---设备监造及设备验收
编辑批准 —彭苏彪(工程总监)
设备监造和性能验收试验.......................................................................................................3 1.1.监造与检验...............................................................................................................3 1.2.催交、催运与现场检验...........................................................................................5 1.3.检验、试验和验收...................................................................................................6 1.4.清退出场...................................................................................................................6 / 7 工程项目建设管理控制程序---设备监造及设备验收
编辑批准 华电—彭苏彪 设备监造和性能验收试验
1.1.监造与检验
在合同规定要提供的所有主要设备、主要辅助设备和关键材料的制造、加工和准备过程中,不论工作地在何处,承包方均应委托有资质和业绩的监造分包方,根据最新版的《电力设备监造技术导则》以及相应技术规范中规定的内容、方式和监造项对合同工程的设备进行监造。
分包方监造分包方配备与合同工程的总监造工程师、专业监造师的资质、业绩和数量应满足合同工程设备监造的需要。在监造服务合同签订后,监造工作开展前,承包方应将总监造工程师及监造机构其他监造人员的履历报送监理工程师、发包方审核备案。
承包方应将分包方监造分包方编制的《设备监造规划》报监理工程师审查,发包方审批。承包方应将《设备监造实施细则》和《质量控制计划》报监理工程师审批,发包方备案。《质量控制计划》中的质量见证项目应不少于《电力设备监造技术导则》中下表的要求。
承包方应监督、检查并确保分包方监造分包方履行以下的职责和义务: ⑴ 熟悉合同设备的图纸、技术标准、制造工艺和检验、试验方法及质量标准;
⑵ 审查确认制造单位提交的工艺方案是否符合合同中技术协议要求;
⑶ 审查确认制造单位及其主要分包单位的质量管理体系和实际生产能力是否满足设备订货合同的要求。
⑷ 审查确认制造单位及其主要分包单位的质量管理体系和实际生产能力是否满足设备供货合同的要求。
⑸ 审查确认制造单位特种作业人员、关键工序操作人员和主要检验、试验人员的上岗资质是否满足设备质量要求。
⑹ 审查确认制造单位的检验、试验设备是否满足设备生产过程检验和各项试验的要求。
⑺ 查验制造单位的装配场地和整机试验场地的环境是否满足设备质量的要求。⑻ 审查确认制造单位对合同设备拟采用的新技术、新工艺、新材料的鉴定书和试验报告,并通知承包方。
⑼ 查验制造单位提供的原材料、外购件、外协件、配套件、元器件、标准件、毛坯铸锻件的材质证明书、合格证等质量证明文件,符合要求的,予以签认,并在制造过程中做好/ 7 工程项目建设管理控制程序---设备监造及设备验收
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跟踪记录。
⑽ 对设备制造过程进行监督和抽查,深入生产场地对所监造设备进行巡回检查,对主要及关鍵零部件的制造质量和制造工序进行检查、拍照并予以确认。
⑾ 按制造单位检验计划和相应标准、规范的要求,监督设备制造过程的检验工作,并对检验结果进行确认。如发现检验结果不符合规定,及时通知制造单位进行整改、返工或返修;对当场无法处理的质量问题,监造人员应书面通知制造单位,要求暂停该部件转入下道工序或出厂,并要求制造单位处理;在以上过程中均要做好相应记录。当发现重大质量问题时,应及时通知承包方并提交书面报告。
⑿ 参加制造单位的试组装、总装配和整机试验、出厂试验,对装配和试验结果签署意见。
⒀ 检查制造单位对设备采取的防护和包装措施是否符合《设备订货合同》的要求,相关的随机文件、装箱单和附件是否齐全,在确认后签发发运证书。
⒁ 审核设备制造单位根据《设备订货合同》的约定提交的进度付款单,提出审核意见。⒂ 在设备制造期间,按日、周、月向承包方提供监造工作简报,简报中需附有当日关键点相片,相片右下角需有当日日期。通报设备在制造过程中加工、试验、总装以及生产进度等情况。
⒃ 根据承包方和制造单位共同商定的监造项目,按设备制造进度到现场进行监检,对存在问题及处理结果,定期向承包方以书面形式报告。
⒄ 如发生分包方监造分包方无法控制的质量及进度偏差,需不超过2个工作日向承包方作出口头及书面说明。
⒅ 设备监造工作结束后,编写设备监造工作总结,整理监造工作的有关资料、记录等文件,并提交给承包方。
⒆ 设备出厂试验报告须有分包方监造分包方书面签字,当设备不符合出厂条件时,分包方有义务阻止设备出厂,并口头及书面向承包方做出声明。
⒇ 分包方监造分包方,有义务签署设备质量验收单及设备放行单。
承包方应将分包方监造分包方提交的工作简报、鉴定结果、试验报告、存在的质量、进度问题及处理结果、设备监造工作总结、设备质量验收单及设备放行单整理后报告监理工程师和发包方。在合同工程竣工时将《电力设备监造技术导则》规定监造单位应向委托人提交的全部监造资料整理经监理工程师审查后移交发包方。
在合同规定要提供的所有主要设备、主要辅助设备和关键材料的制造、加工和准备过程中,关键的监造、检测、试验活动,承包方应及时通知发包方派代表参加。发包方有权对监/ 7 工程项目建设管理控制程序---设备监造及设备验收
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造、检测、试验的结果提出异议,并要求再次检测或试验;同时发包方有权要求对存在质量问题的设备和材料进行整改或更换,由此发生的所有费用由承包方承担。
每当上述在制物件准备就绪、有待进行包装、覆盖或掩蔽之前,承包方应及时通知发包方代表。发包方代表应按时参加上述物件的检验、检查、测量或试验,不得无故拖延;或通知承包方说明无需进行上述工作。如果承包方未按上述要求发出通知,当发包方代表提出要求时,承包方就应除去上述在制物件上的覆盖物,随后再将其恢复原状,在以上过程中均要做好相应记录。
1.2.催交、催运与现场检验
承包方应当负责所有设备材料的催交、催运直至运抵项目现场。
承包方应要求分包方及供货商同意监理工程师检验任何运抵现场供货内容。对监理工程师在检验过程中提出的任何异议承包方应立即进行核查,采取必要措施全面正确地履行其合同义务,并将采取的措施通知监理工程师并及时以口头及书面形式告知发包方
承包方应执行合同及相应技术规范规定的所有检验和试验,相应检验方法和检验机构应满足技术规范要求,完成检验后向发包方提供检验或试验报告。承包方或其供货商或分包方应在执行任何检验或试验前5天书面通知监理工程师检验或试验的地点和时间。如果承包方未能发出此类通知,监理工程师有权不认可检验或试验的结果,并要求承包方重新检验或试验。如果承包方拒绝进行重新检验或试验,发包方有权自行或聘请第三方重新检验或试验,不论结果是否合格,所需费用均由承包方承担。
当承包方拒不理会监理工程师提出的质量及进度偏差。监理工程师有权直接向发包方发出预警。承包方将对此作出书面说明。
发包方可要求承包方对进入现场的设备、材料进行任何附加检验,或重新检验。如果附加或重新检验表明,结果不符合合同要求,不管合同有何其它规定,承包方不能将该批检验过的设备、材料用于合同工程,附加或重新试验的费用由承包方承担。如果附加或重新检验结果符合合同要求,由发包方承担附加或重新检验的费用。如果承包方执行监理工程师的指示进行附加或重新检验,使承包方遭受损失或合同工程已或将延误,且附加或重新检验的结果表明,检验过的设备、材料符合合同要求。
如果分包方或供货商未能及时、正确地履行上述合同义务,监理工程师有权拒绝接收分包方或供货商的供货或提供的服务。
承包方应当遵守中国相关法律和法规进行设备、材料强制性检验、试验、检测等要求。/ 7 工程项目建设管理控制程序---设备监造及设备验收
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1.3.检验、试验和验收
应按本规范对承包方提供的设备进行检验和试验。工厂检验和试验、现场检验和试验(含调试)及验收试验是三个不同的阶段。对材料及制造工艺进行检验,通过试验证实各设备的性能,而验收试验则指通过最终全面运行证明其性能和保证值。
业主将按最新版的约定的性能验收规范来接收整套光伏发电系统。
承包方应编制设备和材料的试验工作计划,安排所有设备、材料按规程、规范要求应进行的任何现场试验的时间和试验方案,报监理方审核,发包方代表批准。承包方应提供足够的具有相应资格和经验的职员进行合同所规定的各项现场试验,并负责准备试验所需的技术文件、装备、仪器、工具、燃料、水电与材料等消耗品。
如果需要发包方代表及监理工程师到场的试验,则承包方应提前72小时通知发包方代表及监理工程师,如发包方代表及监理工程师未在通知的时间和地点到场,则除非发包方代表或监理工程师另有指令,否则,承包方就可开始进行规定的试验。
承包方应及时将正式的试验报告提交监理工程师及发包方代表。无论发包方代表及监理工程师是否参加了试验,检验或试验的准确性及正确性,仍由承包方负责,不解除承包方的任何义务或职责。
发包方可要求承包方附加任何检验,或重新试验。如果附加或重新试验表明,结果不符合合同技术协议要求,承包方则应立即组织更换或修复缺陷,并保证上述被更换或修复的项目符合合同技术协议规定;附加检验,或重新试验所产生的费用均由承包方承担。如果附加或重新试验结果符合合同技术协议要求,附加或重新试验的费用由发包方承担。以上过程中均应有相关的记录文件。
合同规定的由承包方承担试验之外的其他试验,承包方应负责提供为进行试验所必需的所有文件和其他资料,还应提供为有效进行上述试验所需要的协助。
1.4.清退出场
如果发包方代表或监理工程师根据检验、检查或试验结果判定,其工程设备、材料、设计或加工成品或半成品质量不合格或不符合合同及技术协议的规定,且是无法通过修复达到符合合同及技术协议规定的,则发包方代表或监理工程师有权发出通知要求承包方将上述工程设备、材料、加工成品或半成品,立即运离现场,并说明清退出场的理由。承包方则应立即组织清退并更换,并保证上述被更换物资符合合同及技术协议规定。/ 7 工程项目建设管理控制程序---设备监造及设备验收
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1.5.设备监造和性能验收试验的范围
承包方设备监造的范围包括但不限于主变压器、箱变。设备性能验收的范围包括且不限于主变压器、箱变、汇流箱。
1.6.设备监造和性能验收试验的标准
篇6:电力设备状态检修技术研究综述
许婧,王晶,高峰,束洪春
昆明理工大学电力工程学院,云南省昆明市6500
511 引言
目前电力系统中电力设备大多采用的计划检修体制存在着严重缺陷,如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等,这使世界各国每年在设备维修方面耗资巨大。怎样合理安排电力设备的检修,节省检修费用、降低检修成本,同时保证系统有较高的可靠性,对系统运行人员来说是一个重要课题。随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用,使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展,成为电力系统中的一个重要研究领域。在电力系统中推行状态检修的直接效益有:①节省大量维修费用;②提高电厂可用系数;③延长设备使用寿命;④增加发电能力;⑤确保发供电可靠性;⑥降低检修成本、减少检修风险。本文主要介绍检修体制的演变、状态检修的发展概况及状态检修面临的问题。检修体制的演变
维修观念的演变经过2个阶段:事后维修/故障维修(18世纪第一次产业革命)和预防性维修(19世纪第二次产业革命)。
事后检修(BM,break maintenance),也称故障检修(CM,corrective maintenance),是最早的检修方式。这种检修方式以设备出现功能性故障为判据,在设备发生故障且无法继续运转时才进行维修。显然,这种应急维修需付出很大的代价和维修费用,不但严重威胁着设备或人身安全,而且维修不足。到第二次产业革命时期,开始推行预防性检修(PM,prevention
maintenance)。预防性检修经过多年的发展,根据检修的技术条件、目标的不同而出现以下7种检修方式。
(1)定期检修(TBM,time based maintenance),期。定期检修制度直到二战后,才被各国陆续地从军事工业移植到民用工业。中国电力工业的定期检修制度是20世纪50年代从苏联引入的。直到80年代,TBM仍是主流的维修制度。定期检修在保证重大机械设备正常工作中确实起到了直接防止或延迟故障的作用,但这种不根据设备的实际状况,单纯按规定的时间间隔对设备进行相当程度解体的维修方法,不可避免地会产生“过剩维修”,不但造成设备有效利用时间的损失和人力、物力、财力的浪费,甚至会引发维修故障。据统计,1996年我国的100 MW、125 MW、200 MW火电机组非计划停运与出力降低的责任原因,分别有36%、31%和41%是由于这种过剩检修造成的[1]。
(2)以可靠性为中心的检修(RCM,reliabilitycentered maintenance)。RCM是一种以用最低的费用来实现机械设备固有可靠性水平为目标的检修方式。该检修方式能比较合理地安排大修间隔,有效预防严重故障的发生。RCM的研究始于20世纪60年代后期,电力工业则是从1983年开始研究,并于1984年由美国电力研究院(EPRI)将其用于核电厂的检修。到1997年,在美国排名前1000家的大公司中,已有68%的公司采用RCM的检修方法。
(3)状态检修(CBM,condition based mainte-nance)或预知性维修(PDM,predictive diagnosticmaintenance)。这种维修方式以机械设备当前的实际工作状况为依据,通过高科技状态监测手段,识别故障的早期征兆,对故障部位、故障严重程度及发展趋势作出判断,从而确定各机件的最佳维修时机。状态检修
始于1970年,由美国杜邦公司I.D.Quinn首先倡议[2]。状态检修是当前耗费最低、技术最先进的维修制度,它为设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。但由于状态检修需要监测的内容多,投资大,并存在一定的风险,要能熟练地运用于设备维修还需要长时间的经验积累。
(4)故障查找(FF,fault find)。这种维修方式主要针对紧急备用设备,在固定的时间后启动这些设备,发现问题及时解决,以提高备用设备的可用率。
(5)使用至损坏再修(RTF,run to fault)。采用该方式进行修理的设备不控制送修,通常用于对安全无直接危害的3类故障:①偶然故障;②无规律性故障;③故障损失小于维修费用的耗损故障。
(6)以寿命评估为基础的检修。文献[3]认为状态检修应根据分析监控诊断资料先估计设备寿命,再确定检修项目、频度与检修内容。
(7)主动维修(PM,proactive maintenance)[4]。从经济、寿命等多种因素考虑,重点在机械故障的识别和消除、故障原因的分析,通过延长发电厂机器寿命来获得最大的效益。状态检修技术发展概况
状态检修随着故障诊断技术的发展而逐渐进入实用化,并由于其巨大的效益而在工业界引起广泛重视,理论研究和生产实践都在进一步深入。国外在状态检修技术研究与实践应用方面都已取得了较成功的经验。美国、德国、日本、法国都有应用这项技术的报道。与状态检修密切相关、能直接提高状态检修工作质量的理论与技术主要包括4个方面的内容,即设备寿命管理与预测技术、设备可靠性分析技术、设备状态监测与故障诊断技术和信息管理与决策技术。
3.1 设备寿命管理与预测技术
大多数工业化国家的电力基础设施在20世纪60与70年代间得到极大扩充,因此,多数电力主设备的在役时间在25~30年左右,且进入老化阶段的设备所占份额愈来愈大。这种情况迫使各电力公司考虑如何延长机组寿命并保证效益。状态检修中寿命预测与评估技术的应用,有利于科学合理地安排检修和提高设备的可用率。但电力公司可能获得的效益大部分来自于电厂主设备,因此,各国都把寿命预测和评估研究的重点放在对锅炉、汽机、发电机、变压器及高压开关等重要设备上。
(1)锅炉方面
日本是近10年来对火电厂锅炉部件剩余寿命研究最多的国家。他们采用了3种有代表性的寿命诊断技术:应力解析法、破坏试验法、非破坏损伤计测法[5]。其中,应力解析法能评价任意部位的材料,但若运行历史或材料数据不准确,将会导致计算误差,且没有考虑材料老化这一因素。破坏试验法比其它方法计测损伤的精度高,但对不能取样的部位不适用;为此,日本研究出微小试样法、复型金相法、巴克好森噪声法、超声波噪声分析法等非破坏性损伤计测法。这些方法可以在部件材料损伤进展的同时,非破坏性地检验材料的金属组织物理性能的变化。美国电力研究院(EPRI)监测诊断中心(M&D)也研究出用于锅炉诊断系统的寿命管理分析软件。
(2)汽轮机-发电机方面
对汽轮机-发电机进行状态检修时必须重点考虑汽轮机轴瓦、叶片,发电机定子、转子、轴系等部件。目前,美国电力研究院(EPRI)监测诊断中心(M&D)已研制出用于汽轮机诊断系统的叶片寿命动态分析系统(BLADE)和用于发电机诊断系统的转子裂纹评价系统(SAFER),可以计算、推测叶片何处可能出现裂纹,以及产生裂纹后的寿命;并帮助工程技术人员评估汽机、发电机转子的剩余寿命及随运行时间的故障发生概率。华中理工大学也提出了汽轮机转子的在线寿命管理系统框架[7],并研制了200 MW汽轮发电机寿命管理及故障诊断专家系统[6]。对于转子寿命评估的方法,国内已有较为成熟的理论[1,6]。
对于汽轮发电机的定子,俄罗斯的科研工作者在总结了俄罗斯11个不同电厂经验的基础上,制订了延长汽轮发电机定子使用寿命的主要原则和依据[6]。罗马尼亚则成功研制了一套用于75 MVA汽轮发电机监视诊断、数据记录及在线预测系统,其中在线预测部分,主要完成对定子绕组绝缘剩余寿命和轴系剩余寿命的评估[7]。
在轴系方面,我国的寿命预测与评估技术有一定成果。上海交大电力系采用自己开发的MAN-DISP程序[8],对电气扰动下电力系统的暂态过程进行仿真并得出轴系的动态扭转力矩,成功地评价了电网扰动对300MW汽轮发电机组轴系疲劳
[9]寿命的影响。同样,华北电力大学也对国产运行近30年的50MW汽轮机-发电
机进行了扭振特性及其疲劳寿命研究,采用了集中参数的机组轴系扭振分析模型,以现场事故情况为依据,模拟计算了几种典型事故大轴联轴结处轴颈和螺栓的应力应变历程及疲劳寿命损耗,对该机组的剩余寿命能够较恰当地进行评估[11]。
(3)变压器方面
变压器剩余寿命的评估是当今监测与诊断工作的重要内容之一。现有的大多数估计变压器寿命方法,仅简单考虑负荷、温度、绝缘材料的现状,由于变压器遭受到的短路次数、过电压次数、设计弱点、修理和现场运输等因素都会影响变压器发挥功能的能力。要正确估算变压器的寿命,必须获得有关运行状况和历史信息,需要对变压器技术情况有更深入的了解。研究及实验表明,变压器很少由于技术性或使用寿命的原因退出运行,而主要受经济寿命的限制。因此,ABB公司和欧洲一些重要电业部门为避免对剩余寿命进行定量评估,开发了一种变压器排列等级方法,为变压器的寿命评估作了大量工作[12]。
(4)开关方面
高压断路器在电力系统中担负着控制和保护的双重任务,由于它关系着系统的安全运行以及检修工作量的大小,其电寿命始终为用户所关心。目前,国内已经提出根据触头和喷口在开断时的质量损耗及根据具有线性上升弧压降特性的电弧能量计算电寿命的2种方法[14]。但由于开关动作分散性很大,开关开断电流的大小与电磨损量是非线性关系的,因而在寿命累计时需进行加权处理。
3.2 电力设备的可靠性技术
可靠性技术是一门在40年代开始于美国的专业技术,其后苏联提出了可靠性与维修性理论和统计方法。所谓可靠性,一般认为是:机械设备和元件等在规定的条件下和预定的时间内,完成规定功能的能力[15]。系统的可靠性数学模型在很多文献中均有介绍,一般把可修系统归为马尔科夫模型和非马尔科夫模型。设备可靠性通常用可靠度函数R(t)来定
量描述。定义F(t)为不可靠度函数,它是产品在时
传统的电力设备可靠性评估基于威布尔得出的浴盆曲线(bathtub curve)法。
由于可靠性特征曲线形似浴盆而得名,如图1所示,但此法只适用于对有支配性耗损故障的设备进行维修,且精确度不高。为此,华北电力大学将可靠性预测理论和强度及寿命理论结合起来,综合考虑影响锅炉部件故障的各种因素,对预测锅炉部件的可靠性做了有益的尝试[16]。另外,它还运用多元统计方法中因子分析和聚类分析,从反映火电大机组运行可靠性的指标体系出发,对我国火电100MW
[17]及以上机组的运行可靠性进行了分析,提出了企业综合可靠性水平的评估方法。
用它可以简单分析我国不同地区火电大机组运行的可靠性水平。
3.3 设备状态监测与故障诊断技术
设备状态监测是故障在线诊断和离线分析的基础。从国内情况看,汽轮机等大型旋转机械的状态监测技术已经达到相当高的水平,我国科技工作者已开发出了一系列状态监测系统,并成功地应用于生产实践。另外,发电机状态监测的技术手段也已很成熟,只是在实际应用时,如何准确判断电机状态,还需进一步工作经验积累。从国外来看,美国电力研究院(EPRI)下属的监测诊断中心(M&D)利用40多项先进的测量技术和分析软件,对美国50家最大的电力公司的电厂、电网中80%的设备进行了在线监测和故障分析,了解设备的运行状况和健康水平,并据此制定设备维护和检修计划。加拿大魁北克水电公司也开发了一种在线状态监视系统,使机组维修和专业技术人员不停机就能了解水电机组的状态。关于开关的状态检修及故障诊断,由于其故障机理较为清楚,故障诊断原理与方法比较成熟,国内已研究出检测装置和检测方法。对于绝缘及电气参数的劣化与开关故障,机械参数与物理参数的诊断都已有较为成熟的理论[15]。从70年代初至今,故障诊断技术的研究已经由单一地偏重故障机理与诊断方法的研究发展到故障诊断专家系统的研制开发。迄今为止,国内外现有的专家系统尚不能对机组振动故障进行自动诊断,还依赖于有经验的专家进行判断,其主要原因是由于这些专家系统所包含的知识还不足以全面反映振动故障的征兆与其原因之间的映射关系。
3.4 信息管理与决策技术
近30年来,管理决策作为一门独立学科,有了很大发展。状态检修作为一种先进的检修体制,是与多方面的管理工作分不开的。图2为状态检修的一个简化决策流程。世界各国从不同的管理目标出发,形成了不同的管理系统。芬兰的IVO输电服务公司开发的变电站检修管理系统(SOFIA)是一建立在对一座变电站的长期检修计划的基础上,从寿命周期费用(life cycle cost)着手,使用设备的劣化模型的数学形式(状态模型)来估计设备将来状态的一种检修管理系统。SOFIA
在考虑预算及其设备状态的情况下,通过检修费用的优选,降低总费用[18]。荷兰
B.V.KEMA与荷兰Delft技术大学在考虑市场情况及技术条件的前提下,研制了一种包括状态检修在内的多种策略均衡应用的main man检修管理系统,其特点在[19]于引入了诊断专家系统,使可靠性和安全性达到可接受的水平。德国提出将工
人或供货商的管理层所有功能融为一体,以减少中间环节的瘦型管理。此管理方法在德国的Weisweiller电厂检修管理中得到运用,使该厂48%的工作任务流程得到优化,效果明显[21]。结束语
专家预言,下个世纪电力工业将有更大的发展,但作为大型电力主设备的锅炉、汽机-发电机组以及变压器,不会有大的改变,因此,电力设备检修技术的研究将更具有经济效益和社会效益,电力设备的维修由过去的计划检修向状态检修发展势在必行。目前,国内外状态检修技术的开发和应用,围绕锅炉、汽轮机、发电机、变压器等大型电力设备展开,在设备寿命管理与预测、设备可靠性技术、设备状态监测以及故障诊断技术等方面取得了一些可实际应用的成果。近3年来,云南工业大学就水电机组在线监测及故障诊断与状态检修专家系统研制方面做了大量工作,通过在水轮机故障特征矢量空间中对故障个体特征量抽取,提出了以效率为主要特征量,通过监测效率来预测水轮机的剩余寿命的新思路[22,23]。这一成果已应用于漫湾发电厂5号机组。不难预测,它在系统投运后将得到很好的检验。
电力设备状态检修技术的应用必须以对设备的全面监测为基础。但目前有关电力设备运行状态在线监测系统仍然存在监测点少、功能单
一、缺乏系统性和综合性,尤其缺乏监测的层次化和网络化等问题,妨碍了设备状态信息的集中和综合;另外,设备寿命管理与预测也需要解决一些诸如设备寿命计算中复杂边界条件的提出、材料在不同温度和应力条件下的寿命损耗特性以及剩余寿命评价等问题。如何建立准确的设备可靠性模型,以期实现设备状态的在线监测,从而开发出可较好应用于设备故障诊断的专家系统,仍然有许多问题需要解决。
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