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山地风电场冬季安全生产管理

日期:2020-07-31    来源:风电技术  作者:张欣,国家电投集团湖北新能源有限公司

国际风力发电网

2020
07/31
09:38
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关键词: 山地风电场 湖北新能源 风力发电

山地风电场冬季安全生产管理

摘要:山地风电场在冬季风机冰冻严重,安全生产管理难度大、风险系数高。本文通过对湖北2座山地风电场冬季安全生产管理经验进行总结,讨论如何提高冬季风电场安全生产水平,提高风机发电量,以供参考。

关键词:高海拔 低温  风电场 安全管理

一、基本情况

(一)概况:国家电投集团湖北新能源有限公司(以下简称“湖北新能源”)是国家电力投资集团有限公司三级单位。湖北新能源2座在运风电场均为山地风电场,其中仙居顶风电场于2010年3月投产,界岭风电场于2016年1月投产,地处湖北省北部孝感市大别山脉南麓,地貌为高山丘陵,海拔600-900m。场址区域属亚热带季风气候,由于地形地貌原因,具有明显的山地气候特征,局部小气候复杂多样。每年冬季,自11月底至来年2月,风电场均会出现较长的冰冻期,期间主要气候特征表现为:①降雨量、空气湿度大;风电场区域冬季时常发生冻雨天气、平均空气湿度达70%-95%,在低温条件下,极易形成雾凇和覆冰;②低温天气时间长,影响范围广;高海拔和局部小气候导致风电场发生低温天气后不易反晴,户外设备冰冻情况更加严重。

(二)冬季冰冻天气对安全生产的影响

1、对风力发电设备的影响

风机冰冻是世界性的技术难题,在各地均有出现,目前业界并无有效解决办法,主要影响有:①风机叶片覆冰会改变叶片翼型结构,严重影响机组出力,功率曲线偏差大;②风机叶片覆冰严重时,导致叶轮运行失衡,影响风机传动系统可靠性和耐久性,严重时可能导致飞车事故。据不完全统计,因装机容量不同,我国中南部山地风电场每年因冰冻影响电量在300万千瓦时以上。

2、对风电场安全生产管理的影响

冰冻天气对风电场安全生产管理工作带来了诸多问题和困难:室外输电设备结冰,在覆冰超过设备防护标准的情况下,可能出现送出线路及10kV备用电源因覆冰停电;路面结冰、交通中断导致生活物资无法送达;生产日常巡视维护工作中断、人员及车辆出行存在安全隐患;生活供水水管冻结导致生活水源中断等一系列问题。融冰期间,又容易出现风机叶片坠冰导致设备损坏等新的次生灾害发生。如下图:

综上所述,如何有效降低风机冰冻电量影响,提高风电场运营效益,防止冬季冰冻天气安全事故发生,是我公司风电场安全生产管理的难题。我公司通过10年生产运营积累,已摸索总结出一套行之有效、较为科学的冬季安全生产管理经验。同时,山地风电场装机容量连年上升,具有较强的代表性和可参考性。

(三)山地风电场冬季安全生产管理的经验措施

1、风机运行管理经验措施

(1)加装抗寒加热性测风设备,相比于风机叶片,测风设备更易结冰,结冰后风速、风向监测错误,触发故障停机。通过改造测风设备,提高低温天气下风机测风系统准确性,降低风机冰冻时间。

(2)对主控系统技术改造,嵌入风机冰冻故障程序,提高机组自动化水平;通过对主控系统升级,实时监测机组功率与风速是否匹配,判断风机冰冻情况,进行自动停机和复位操作,提高风机安全性。

(3)加强设备监视,当温度接近0℃时,运行人员每半小时记录风速与机组出力情况,观察是否匹配,与风机冰冻故障程序结合,当处理迅速下降至相应风速功率的60%以下,启动应急机制,立即停机保证风机安全。

(4)融冰期间,运行人员利用望远镜、无人机等设备在安全距离外逐台检查风机融冰情况,逐台检查,逐台恢复风机运行。

2、风电场安全管理经验措施

(1)根据冬季特殊天气特点以及对设备的影响,每年第三季度开始,开展全设备隐患专项排查,对风电场隐患进行处理,保证设备度冬安全。主要包括:①风机加热除湿装置专项检查;②风机无功补偿装置专项检查;③风机油系统专项检查;④设备防火、防小动物专项检查;⑤电场110kV出线、10kV备用线专项检查;⑥设备温升专项检查;⑦柴油发电机专项检查;⑧防寒保暖设备专项检查。

(2)完善各类冬季应急预案,组织事故应急演练。制订《风电场防雨雪冰冻应急预案》、《风电场全站停电事故应急预案》、《风机冰冻应急处置方案卡》等事故应急预案,并在入冬前完成事故应急演练,使生产人员熟练掌握应急程序、应急操作及事故处理方法。

(3)加强冬季安全生产培训和事故预想工作。重点组织开展全场停电事故预想、冬季线路开关跳闸事故预想、风机冰冻事故预想、饮用水断流事故预想工作,强化冬季行车、特殊天气运行管理、外出巡视等安全专项培训,提高生产人员安全意识,落实安全生产岗位责任。

(4)开展冬季作业风险辨识。各场站预判可能出现的冬季生产工作,辨识危险点、危险源,提前准备防护用品,采取防护措施。保证冬季生产作业安全。

(5)提早完成冬季物资储备。山地风电场大雪封山情况时有发生,储备足够的生产生活物资极为重要,入冬前必须完成事故应急备品备件、保暖防滑用品、米面油等生活物资、应急医药物品的储备,制订冬季应急物资台账,按需使用,规范管理。

(6)入冬前启动冬季重点工作汇报机制。制订冬季重点工作汇报表,每周风电场值班长按时反馈,总结上述重点工作开展情况,做好冬季安全生产工作的监督管理。

(7)冬季雨雪冰冻期间生产人员及车辆禁止外出升压站,天气转晴后,对风机及附属设备外出巡视检查及其他工作外出人员,必须穿戴好冬季劳动保护用品,并登记记录出站时间,至少2人一组出行,保证通讯畅通。

(8)生产人员在风机冰冻期间发现的危险点、危险源要做好安全标识和防护,在风机及道路明显位置挂设“防止高空落物”“覆冰坠落、请勿靠近”等标识牌,警示当地居民及外来人员。

(9)场区车辆必须装配防滑链,外出须经场站负责人同意,车辆停靠在风机冰冻安全范围外。制订冬季行车专项安全措施和车辆检查卡,在车辆外出前进行检查。

3、风电场生产运行管理经验措施

(1)对风电场110kV出线及10kV备用线进行防冰冻技术改造,采取增大110kV架空线路线径,将架空10kV备用线路改造成地埋电缆等技术措施,降低冰冻灾害全场停电风险。

(2)增设柴油发电机等应急电源,入冬前储备足够的燃料;冬季严重的冰冻灾害可能会导致送出线路及10kV备用电源因覆冰停电,风电场生活用电缺失,入场道路无法通行,全场停电情况无法短时间消除。增设应急电源点,可保证在全场停电期间生产值班人员的安全和基本生活。

(3)风机冰冻期间严禁“甩冰”,融冰期间,将风机远程偏航至叶片远离箱变、转接箱一侧,防止落冰损坏设备。

(4)冰冻天气过后对升压站内外设备进行逐一排查,检查是否因雨雪造成设备损坏和其他异常现象,重点检查户外箱变、转接箱,检查是否有因落冰导致的设备损坏。加强夜间巡视,检查升压站内设备是否有严重放电闪络现象。

二、解决的问题

(一)解决了冬季设备可靠性降低的问题。

山地风电场地处偏僻,冬季天气环境恶劣,设备受此影响可靠性降低。一是通过在入冬前开展全设备隐患排查治理,有针对性的处理在低温工况下的设备隐患问题,预防设备故障发生。二是通过采取一系列技术改造和安全生产管理措施,提高线路、风机防冰冻能力和生产人员运行管理水平。有效提高了设备可靠性。

(二)解决了冬季安全作业风险大的问题。

冬季雨雪冰冻天气,低温、严寒日常作业风险大。通过在入冬前制订应急预案,开展冬季作业安全风险辨识,规范冬季外出巡视维护管理,有效降低了冬季作业安全风险。

(三)解决了冬季风电场应急能力不足的问题。

通过增设柴油发电机等应急电源,提前储备冬季应急物资,开展事故应急演练和事故预想,做好冬季人员和车辆管理等工作,提高风电场整体应急能力。

三、结束语

(一)有效提升了设备安全运行水平:

通过加大冬季设备管控力度,采取一系列技术改造和安全生产管理措施,以设备隐患排查治理为抓手,不断加强设备可靠性管理,促进设备安全可靠运行。近几年我公司风电场设备可利用率不断提升,保持在99%以上。

(二)有效提升了生产人员冬季应急处置和运行管理水平:

通过制定和完善应急预案,组织专项的冬季安全学习活动,开展事故预想,规范生产运行管理等措施,人员应急水平和设备运行管理水平不断提。



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