张世惠:风电安全管理需提上议事日程
发布时间:2011-06-07 11:55:47     来源: 艾莱风能网

本刊记者  黄霞

追风三十年,张世惠先生见证了中国风电发展的风风雨雨。早在1984年,张世惠就在华北电力科学研究院从事风电发电方面的研究工作。1991年,前往德国学习工作两年,随后回国。回国后先后在国电龙源电力集团和中国风电集团公司工作,主要负责风电场运行维护方面工作。除了风电场运行管理和安全生产外,他在风电机组测试鉴定、机组选型、监控及状态检测方面也作过深入的研究。

近期本刊对张世惠先生进行了一次专访。本刊记者就我国风电产业状况和今后发展趋势等当前业内关注问题,与他进行了深入探讨。在采访中,他根据多年风电工作经验以及他个人的思考,对当前风电发展中的一些问题发表了自己的看法。本刊将采访的内容刊登如下。

 “加强风电场事故报送体系的建设”

《风能产业观察》:您认为当前我国风电场存在哪些问题、风险急需解决?

张世惠:我国自2006年以来风电场发展十分迅猛,风电场数量由2006年的不到200个,发展到2010年底接近1000个风电场。如此快的发展速度,势必给风电场建设运营带来诸多问题和风险,可能有如下几个方面的问题。

1)由于微观选址不当,导致部分机组发电性能差;机组选型不合理,导致设备出现故障,如受紊流和尾流影响,引起传动系统故障。这些问题都是前期阶段存在的问题。因此我们尽可能不要等到所谓后评估的过程后,才发现原设计中存在问题,再去整改。要作好这些工作,需要更加专业的技术和有经验的团队进行设计和选型,尽可能避免发生错误。如果后评估中发现问题,再进行改造,代价过高。

2)在工程建设中,配套设备采购中一些设备存在选型问题,有的是设计上的问题,还有的是施工顺序问题以及施工质量问题等。施工中的安全工作也应加强,避免出现违章操作导致的现场火灾和人身伤亡事故的发生。因此应加强工程竣工达标验收,确保工程中存在的缺陷及时得到处理解决,避免基建问题遗留到生产阶段,影响风电场的安全稳定运行。工程建设期的生产准备工作应尽可能提前进行,以便风电场能够顺利从基建期向生产运行阶段转换。

3)在风电场生产运行阶段,个别风电场安全生产管理薄弱,导致重大事故频发,如倒机、火灾甚至人身伤亡事故的发生。这也反映一些风电场安全管理制度不健全、制度没有落实到人,安全意识淡薄。无论如何风电场业主是安全的第一责任人,无论主机厂家、其他施工方,业主都不能“以包代管”,安全管理应该落实到每一施工现场,包括故障消缺过程,以及设备定期检修、技术改造等过程,履行业主的监督责任,发现实施方的违章行为应立即制止,避免恶性事故的发生。

《风能产业观察》:5月5日,国家电力监管委员会通报4月发生的甘肃酒泉和河北张家口两起大规模风机脱网事故。近期连续发生的风电事故,已给我国风电安全监督管理工作敲响了警钟。请您谈谈,目前已发生的“重大”风电事故背后的原因?如何改进才能有效降低事故发生的风险?

张世惠:纵观近期“重大” 风电事故的发生原因,除人员技术水平不足、缺乏培训等因素外,风电场管理方面也存在一定问题。

首先是前面提到的现场安全管理措施不到位,安全意识淡薄所致。第二是制度缺失,疏于管理,有“法”不依,也是事故频发的一个原因。第三方面是技术方面的问题。比如,去年多次发生的由于变桨电池失效导致“飞车”事故发生问题,其中一个原因是厂家对于电池寿命没有足够重视,现场人员管理不到位,导致为追求发电量而采取人为信号屏蔽的恶性倒机事故发生。同时技术层面,设备对变桨电池的定期检测程序存在缺陷,导致对电池容量的错误判断,在变桨功能失效情况下,没有“出逃”控制策略使机组安全停运下来,因此值得业界思考。

建议风电业界对行业标准重新审定加以完善。加强风电场现场安全管理,包括事故实时报送体系建设和事故分析;技术上采取可行措施,确保风电机组在任何情况下安全停机,并且应采取管理和技术上的措施,绝对确保操作人员不发生人身伤亡事故。

《风能产业观察》:前不久国家能源局透露,将尽快建立严格有效的风电运行制度,重点对风电企业和风电场运行提出要求。请问,您对风电场建立风电运行制度是否意味着风电机组成本和风场建设成本增加的问题有何看法?对风电场收益是否会产生影响?

张世惠:目前我国风电场运行管理制度还不十分完善,比如风电场的技术监督体系尚未建立,个别风电场有了制度也没有认真贯彻执行,如事故调查规程和事故报送体系没有很好建立运行。有些规程已经运行多年,已不适应当前需要,应及时进行修订。

风电机组成本取决于风电机组市场行情,与运行管理制度、法规关系不大。当然由于电网不断要求风电机组适应电网运行调度的需要,如低电压穿越、电能调节功能,将会影响机组的成本。

运行制度本身对风电场建设成本影响不大,如果我们加大工程质量的管理力度,可能会提高工程设备价格、监造、监理和控制的成本,但对工程总造价影响有限。工程质量的提高有利于工程的达标竣工验收,对今后生产运行有利。因此按照国家有关部门的要求,加强工程建设质量监管是十分必要的。在规范工程建设质量的同时,应加强机组质量的全程监控。

运行制度建立健全和是否认真贯彻执行对风电场收益会有较大影响。首先是制度认真执行可以提高设备运行水平,提高发电量,降低安全及设备损坏风险,有利于风电场效益提高。当然风电场效益除发电量影响因素外,发电成本很大因素取决于设备折旧费、财务费用、材料大修费用、其他管理费用等诸多方面。建立制度本身的成本对整个发电成本的影响不大。

《风能产业观察》:据了解,目前国内有些风电事故是“人为”造成的,这不得不让我们反思。风电人才问题是目前急需要解决的问题。您如何看待当前风电人才“断代”的问题?请您谈谈,风力发电产业人才的培养与专业技术骨干队伍的建设?

张世惠:我国风电人才问题确实比较突出。按照2010年的我国风电发展速度和国家2020年1.5亿千瓦装机容量目标,今后每年至少需要新增风电场运行维护人员4000~5000人。而我国当前没有足够的风电教学培训资源,满足日益增长的风电各类人才的需求。过去我国电厂多采取“以师傅带徒弟”的方法带出来队伍,而目前风电场中这样的“师傅”人数有限,并不能满足实际需要。如今风电场人员多为其他行业新参加风电工作的人员和学校新毕业学生,电业工作经验甚少,对风电实际运行的了解掌握更是少的可怜。

风电场地处边远,且需要登高作业,气候恶劣,条件艰苦,人才队伍很难留住。因此考虑实施运行与检修分开的做法。采取区域检修方式,流水作业,备件集中储备,配备大型装备(如吊车)区域调配,人员相对集中,可在区域内选择条件较好的城市作为基地,覆盖周围地区,有利于高级人才的留住,应对较难故障处理。而风电场运行人员可采取属地化原则,就近就业,人员的学历要求适当降低,并采用倒班方式,应对日常运行和一般故障处理,有利于风电场人员的稳定。

学校教学设置值得注意的是不仅是风电基础知识的掌握,而是现场操作技术的教授和技能的培养,特别是安全和故障处理应作为学习的主要内容,因此需要学校与生产实际相结合。对于现有人员应加大内外培训的力度,并采取定期考核、竞聘上岗、优胜劣汰的方法选拔人才,使有能力有素质的人才脱颖而出,填补目前岗位空白。

鉴于目前风电培训教育的形势,国家及有关学校已经开始重视风电人才的培养。可以预测今后我国专业的风电培训学校(包括学历教育)将不断增加,教学水平将不断提高,人才问题将逐步得到解决。

 

 “风电质量依靠于质量控制体系、技术进步的保证”

《风能产业观察》:我国一些风电机组由于受台风、雷暴、冰冻等恶劣环境条件影响而出现严重故障或倒机,您认为风电机组制造商能否采取有效技术措施避免在上述恶劣天气条件下设备出现严重损坏?

张世惠:2010年“鲶鱼”台风导致某风电场多台风电机组损坏,其中有的机组甚至倒机。台风经常出没于我国浙江、福建、广东、海南等地。上述地区风电场如何解决风电机组抗台风问题,是业主和厂家共同需要面对的问题。目前可能的防范措施应该是配备足够进行偏航动作的电源,S级设计的机组抗大风能力,更加坚强的基础设计以及叶片可伸缩等措施。

雷击也是损坏风电设备的元凶之一,因此我们必须解决好机组防雷问题。机组和变电系统的接地系统应符合防雷规程的需要,接雷器及其他避雷措施必须经常检查,并按规程要求进行试验。

叶片冰冻覆冰问题是风电场比较头疼的问题,解决起来比较复杂。这种问题在一些山区的风电场比较突出。通常采取的方法是加热,如叶片上加装电阻丝或向叶片中输送热气,但需要电源,而靠滑环系统可能很难实现大功率输送。如采用除冰剂,需要预先做好试验避免对复合材料的损害。

 

《风能产业观察》:我国风电制造业异军突出,近两年内迅速占领国内市场。近期,媒体报道我国风电龙头企业正在积极开拓国际市场。请谈谈您对目前我国风电机组制造企业开拓国际市场的看法与建议?

张世惠:近4~5年来我国风电呈现跳跃式发展的趋势,预计今后几年风电将会进入稳步发展阶段,而海上风电资源尚处于开发的前期阶段。由于我国风电机组制造厂数目已达80多家,面对当前风电场开发市场,国内风电设备制造的市场竞争越加激烈,有实力的制造企业开始着眼国际市场。

面对日益发展的风电国际市场,我国风电设备厂家具有自身独特的优势。经过几年来大批量装机的磨练,从技术引进消化吸收,到实际运行故障检修处理的经验积累,在逐步走向成熟;国产化和技术自主掌握使机组价格降低,在国际市场价格优势明显。一些第三世界国家与我国关系良好,也是我国风电设备出口的一个良好机会。

但不能不看到我们的劣势。首先是质量控制问题,因此要苦练内功,做好现有设备的运行维护工作,提高现有设备的运行可靠性。技术性能上如何提高也是面临的一个问题,需要厂家在技术上方面的投入。如果进入到国际招标程序,多数招标方要求投标方的型式认证证书,而我国还没有具备发放国际认可的型式认证证书的资格,需要加快这一进程。再一个困难是风电场所在国的法律法规,由于我们不了解,对我国机组的进入国外市场有一定影响。建议厂家应充分了解国际风电市场规则,充分考虑提高当地电网适应性问题,解决好当地服务人员队伍建设以及语言沟通等问题。

 

《风能产业观察》:安全性和可靠性对于风电场尤为重要。请从风电行业标准和风电产品质量方面,谈谈当前我国应该如何加强风电场的安全性和可靠性建设?

张世惠:近几年来我国风电行业标准颁布了很多,为满足我国风电场安全可靠性的需要起到了很大作用。但我们不能不看到近几年安全可靠性方面的问题经常发生,我们不能不重新审视风电标准平台是否完善的问题。

企业自身的体系建设也不完善,如安全体系建设不完善;措施不完备;安全措施,反事故措施没有认真贯彻执行。

行业内有关风电设备产品质量的标准,近几年来我国引进或等效采用了国际标准如IEC有关标准。国内在振动监测、电能质量等方面,已颁布或正在编制有关标准。

《风能产业观察》:目前国产风电机组已广泛应用于我国风电场。请介绍一下,国产化风电机组在运行与维护方面应该注意哪些问题?国产风电机组应在哪些方面下功夫以加强其可靠性?风电机组制造商应该如何提高产品质量和性能?

张世惠:国产机组应在运维阶段注重服务质量,首先是服务人员的技术水平。应该做到服务及时、故障判断准确,处理及时。第二是备件供货应及时,尽可能在风电场集中区域建立服务站及备件库。

国产机组若要提高可靠性,首先应控制各部件进厂的质量控制力度,其次是加强组装设备的检测能力和水平,第三应加强设备调试质量,第四是一些原来的选项应作为必配项,如状态监测、油品在线监测等,第五对于发现的缺陷应持续进行改进。

可靠性的提高主要依赖产品质量提高,而质量提高主要靠质量控制体系的有效运行,以及不断的技术进步来保证。如目前经常出现的齿轮箱损坏,就需要厂家深入了解风电设备的载荷谱,不断改进设计,适合风电载荷分布规律,然后在材质、工艺、热处理、加工精度等方面进行改进同时严格各环节质量控制。在运行中应加大对润滑油品的在线检测,连续监测各关键部位温度、振动及噪音等参数,有问题及早发现及早处理,就能够有效降低风险的发生。

性能提高与厂家技术开发能力密不可分。发电性能好坏与设计有关,如叶片气动效率,传动系统效率、以及控制策略等有关。因此厂家应在每个环节上认真对待,最后实现整机总性能的提升,同时应重视客户的微观选址以及机型参数选择和优化,如风轮直径、轮毂高度以及设备混装等。

功率曲线代表了机组的性能特征。通常厂家予以保证,因此又称之为保证功率曲线。但实际中风电场业主与厂家就功率曲线发生矛盾的事件层出不穷,而且很难裁定,往往不了了之。“机舱上的功率曲线”是否通过某种方法找到与保证功率曲线的关系,目前国际上标准尚未最终发布,因此需要国内风电业界研究是否有可行方法来评判。

 

《风能产业观察》:目前并网型风力发电机组制造商的技术来源渠道有哪些?

张世惠:目前我国风电机组的技术来源主要分三种,一个是自主研发,第二是引进技术,包括许可证等,第三是联合设计,这主要是与国外设计公司合作。实际上,风电机组的技术不仅是设计,还包括实现性能要求的整体和分项的技术,如发电机技术,叶片优化、新型传动结构及新材料新工艺等。

《风能产业观察》:请谈谈目前我国风电机组制造商与国际顶尖水平风电机组制造企业的技术差距有多大?

张世惠:我国大部分风电机组制造商与国际顶尖风电机组制造企业相比发展历史相对较短。我国在风电技术研发方面给予了很大的投入,但相比欧洲发达国家比,总的投入水平存在差距,因此技术水平存在差距。特别是在核心技术方面,由于研发不足,工业基础薄弱,行业产业链不够健全,在基础技术研究、创新性研究等基础领域投入不够,以及在相应领域,如认证、检测、评价以及其他专业化方面发展还需要国家及行业进一步支持。我国在零部件加工工艺方面与国际先进水平尚有一定差距,总体感觉工艺粗糙,精益化程度与先进水平比存在差距。另外我国风电人才队伍严重不足,专家人数与当前的装机水平不相称。

 

《风能产业观察》:对于风电机组及其他关键零部件,您如何看待目前的保修期?请问,我国风电机组的售后服务机制的建立,对企业转型及增值服务有什么帮助?风电机组制造商还应该从哪些方面提高其售后服务的质量?

张世惠:作为客户希望厂家提供越长质保期越好,但实际上厂家每年质保期是要向客户收取费用的。一般国家规定大型工业产品的质保期应不少于2年。而质保期服务费用以及备件数量多少,目前行业中也没有统一标准,因此有必要在行业中制定评价体系,以便质保服务质量的评判。

目前风电市场上仍将是产品销售的竞争阶段,但今后逐步走向售后服务的竞争。企业可否由制造组装型企业转型为服务型企业并提供更多的增值服务,这取决于市场的需要。我国风电场设备的维护和检修服务,业主有很大的选择性,特别是多数大型企业所属风电场,一般自主进行运行和检修。制造厂应进一步做好售后服务,建立完善的售后服务体系,包括熟练技术服务人员、区域服务站及备件库。对于质保期过后的服务,业主可能会考察是否自己队伍进行维护检修,还是委托厂家进行(包括质保期延长)或第三方进行。因此厂家需要在提高服务水平的同时,降低备件以及服务成本才有可能赢得质保期后的技术服务市场。

 

《风能产业观察》:我国风电机组制造业的发展趋势如何?

张世惠:尽管我们与国际最高水平存在一定差距,但我们单从量的角度,有3家企业进入了世界前10名。我们的进步还是十分明显的。无论在核心技术掌握,还是新机型自主研发能力都在快速发展。虽然目前有80几家参与风电机组制造行列,竞争激烈,但优胜劣汰的过程在加剧加速,可能5年后排名前几家的厂家将占市场份额的绝大多数。随着价格的逐步探底,质量和价格优化比例也就是性价比将逐步为客户接受,价格将不是唯一考虑的因素。随着陆地资源的越来越少,海上市场竞争将会逐步激烈起来,同时国际市场也是前几家企业争夺的焦点。如果我们在把握好价格走向的同时,控制好工艺和质量以及技术水平的不断提升,做好国内外的技术服务,我国风电制造业发展趋势总体是向好的。

 

 

 

 

张世惠,业内资深人士,近30年风电从业经验。

熟悉风电场运行管理、风电机组测试鉴定、机组选型、安全生产、监控及状态检测等。曾参与负责“95国际风能大会”、风能相关国家标准的制定等项目。他建议,风电业界对行业标准重新审定加以完善。加强风电场现场安全管理,包括事故及时报送体系建设和事故分析;技术上采取可行措施,确保风电机组在任何情况下安全停机,并且应采取管理和技术上的措施,绝对确保操作人员不发生人身伤亡事故。

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