风电行业问题再探（一）-第2页-北极星风力发电网

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1.2 风电机组部件多样化的损坏原因

我国的兆瓦级风电机组技术大都从国外引进，尤其是 1.5MW 机组。在风电行业高速发展时期，对国外技术的消化吸收不够充分、彻底，从而造成部件的损坏，甚至机组烧毁、倒塌事件的发生。在风电场实际运行经验不足的情况下，有的部件配套厂家和生产厂家已经大批量生产，再加上求业绩、赶工期等因素，确实存在一些风电机组或部件的质量问题。

激烈的低价竞争，质优、价高的产品难以进入市场，使产品质量进一步降低，从而造成风电机组部件寿命进一步缩短，甚至迅速损坏。

风电机组的部件损坏，不仅与其设计、材料选择、加工等因素有关，而且还与机组运行参数的设置、维修与维护质量、风电场的风况条件以及实际运行时间的长短等因素均有关系。

因此，机组部件损坏，不能简单归结为部件的生产质量问题。

1.2.1 国产与进口产品质量上存在一定的差距

为支持我国风电产业，发改委还于 2005 年 7 月下发文件，要求所有风电项目采用的机组本地化率达到70%，否则不予核准 ;2005 年 10 月再次发文，支持国内风电设备制造企业与电源建设企业合作，提供 50MW规模的风电市场保障，促进风电制造业发展。

发改委的初衷是，促使企业尽快掌握兆瓦级以上风电设备制造和研发技术，创立具有自主知识产权的风电机组品牌，以提升整个风电设备制造的产业链。

在此背景下，我国兴起新一轮风电机组制造热。截至 2005 年年底，已向主管部门提出申请将要进入整机制造领域的大中型企业已超过 50 家。但据专家预测，中国市场最终只能容纳3 家至 5 家本土整机厂商，风电机组制造业“洗牌”在所难免[5]。

从风电场的运行来看，不仅国产风电机组与国外原装机组之间还存在一定的差距，而且不少的国产化部件，在短时间内也难以赶上进口产品的质量。例如：风电机组控制器、发电机、齿轮箱、主轴轴承等，与国际知名品牌相比，无论从性能、质量，还是使用寿命方面，都还存在一定的差距。目前，差距虽在不断缩小，但要彻底消除甚至超越，还需假以时日。

1.2.2 机组部件损坏数量与机组实际运行条件、时间直接相关

风电机组中的任何一个部件，每天都有损坏的概率，随着时间推移，尤其是磨损件，其更换的比例和数量会不断增加。

不仅不同风电场的环境和运行条件不尽相同，而且在相同时间内，机组的实际运行时间也不一样。因此，对于同样质量的风电机组来说，在相同的年限内，不同风电场损坏部件的种类和数量必然会有一定的差别。

1.2.3 电网、风电场状况是造成机组部件损坏的重要因素

机组部件损坏可能是因为电网质量、升压站质量的问题，风电场内的局部电网(例如，电缆短路放炮造成机组的部件损坏)、雷击以及极端风况的频次等也是造成机组损坏的重要原因。

1.2.4 设计寿命与实际使用寿命存在差别

风电机组主要部件的设计使用寿命为 20 年，但不能认为机组每个部件的实际使用寿命都应该为 20 年(包括大部件)。

对于不少机组部件来说，其实际使用寿命能够达到 20 年。风电机组每个部件也都是按照 20 年的使用寿命来进行设计、制造和安装，但是，多数部件又是由众多零件组成，从理论上讲，每个部件都有损坏的几率，从而使得整个部件的实际使用寿命不能达到 20 年的概率大大增加。

例如，如果齿轮箱的每个零件都是按照 20 年设计、制造，齿轮箱又由多个零件组成。然而，一个零件的损坏就等于齿轮箱损坏，这使齿轮箱在20 年内损坏的几率大大增加。有不少齿轮箱在几年之内就出现了损坏的现象。而随着运行时间的增加，齿轮箱失效的几率必然增加。

齿轮箱失效的主要形式是齿轮折断和齿面点蚀、剥落等。除了自身的结构和设计制造因素外，机组的动力学结构和特殊的使用条件也会加速齿轮的失效进程。由于运转中齿轮箱是变工况的，在齿轮受风载频繁变化冲击时，如果齿轮的微动磨损超过一般设计预期，往往使用 2年至3年就出现齿轮的点蚀[7]。

机组在高速旋转时，主轴刹车器动作次数频繁 ;停机时主轴刹车器长期处于制动状态 ;机组的功率控制不当 ;齿轮油温度远低于正常值，致使齿轮油黏性太大，润滑不当 ;齿轮油的含水量、杂质严重超标 ;齿轮箱油位过低，油压不够等因素均会增加齿轮箱打齿或点蚀的几率，并缩短齿轮箱的寿命。

当风电场的风况条件较差时，不仅可能会造成叶片的断裂，主轴轴承损坏，而且，由于叶轮通过主轴与齿轮箱是刚性连接的，叶轮的横向、纵向不平衡载荷和交变应力会直接地传递到齿轮箱，不仅使齿轮箱齿轮的打齿或点蚀加速，还会造成齿轮箱的端盖、轴承、支架的破坏。这种不平衡力随叶轮直径的增大而增大，对于兆瓦级风电机组，叶轮直径较大，而在风能资源比较贫乏的地区，叶轮直径更长，齿轮箱所受的纵向、横向不平衡力更大，齿轮箱受损的概率增大。另外，在不同环境下，机组的启动和停止、发电机 / 变流器接通和脱开、偏航和变桨距机构的启停及机械刹车等引起的瞬态载荷次数不同，风电机组的运行和控制产生的冲击载荷不同。因此，齿轮箱打齿或点蚀情况也不尽相同。

国内外的气候条件和环境不同，风电场使用和保养水平、原材料以及制造和安装水平存在差异，大部分进口或国产齿轮箱都面临早期损坏的问题 [7]。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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