不同生产厂家的发电机均出现过前轴承卡死、保持架损坏事故,
但是,其他厂家发电机则少有类似火灾及机组烧毁事故。例如:另一生产厂家的发电机,当前轴承出现卡死后,仅是在发电机前轴承出现一些黑色烟尘,从未出现过联轴器烧毁和机组烧毁事故。究其原因,两种发电机的注油和排油方式的区别很大。当发电机前轴承卡死后,可供燃烧的油脂量较少,则不能在发电机轴承前端产生较大的火势,从而避免了此类事故的发生。
该事故机组的发电机前轴承采取的是自动注油装置,从发电机轴承前端盖处注入,排油孔的位置也在轴承前端盖上,多余的油脂量很难从接油盒处排除。前轴承废油的排油孔设计为一个密闭的空间,当安装接油盒后,排油孔与外界完全封闭。过多造成过量的油脂在整个前轴承内部积累。当出现轴承卡死故障后,巨大热量蒸发、气化的油脂大部分从轴承前端盖处喷出,火势迅速蔓延。
4. 经验与总结
4.1 本次事故预防措施
当机组使用一定年限后,发电机轴承损坏、卡死状况不可避免,由前面分析可知,如果发电机前轴承内部没有大量的油脂,将不会导致火势的蔓延,引发火灾事故的发生。
因此,为避免此类事故的再次发生,应采取有效措施严格控制轴承内部的油脂量,防止油脂在发电机轴承内大量沉积。较为准确地控制发电机前轴承的注油量,是避免火灾事故的根本方法。
就此事故而言,建议对于已投运的此型号发电机采取手动注油方式,取消自动注油,通过人工方式准确地控制注油量和油脂位置,按时清理轴承内部的废油;对于新生产的发电机,建议对其注油位置和排油方式进行改进,以避免过多的废油在轴承内部沉积。
4.2 众多机组倒塌、火灾事故预防措施汇总
在正常质量和条件下,风电机组机舱、轮毂等部件大都为非易燃品。短时间、小面积的起火、燃烧,一般不会引发机组火灾事故的发生;没有足够的风力和对塔筒巨大的翻转力矩,机组是不会倒塌的。
因此,在防止火灾和机组倒塌事故时,应抓住重点,有的放矢:着重预防机组长时间持续发热起火故障和直接导致机组倒塌、起火的错误操作和维护方法;对于变桨机组尤其要防止三支桨叶同时不能顺桨故障的发生。
机组倒塌、火灾事故的预防措施,总的来讲,大致可分为以下五种:
第一类,防止变桨机组在停机时出现三支桨叶同时不能顺桨故障,具体措施如下:
1、重点检查和预防因机组接线错误而导致三支桨叶同时不能顺桨故障。
2、把握关键部件的容量和质量。对于电气变桨系统,避免因轮毂质量造成大功率接触器卡塞、起火,进而引发机组火灾事故的发生;因接触器质量问题造成在紧急顺桨时三支桨叶同时不能顺桨。
3、避免因机组主控软件设计,或机组硬件设计缺陷造成三支桨叶同时不能顺桨。
第二类,注意高速运转轴承内部的注油量,避免在轴承抱死时,因油脂过多而引发的火灾事故。
第三类,防止危及机组安全的错误操作。例如:对于变桨机组,在安装时,禁止让三支片同时停留在零度位置的情况等;注意维护细节,防止火灾事故的发生。如:在对机舱、轮毂进行清洗维护时,禁止采用大量的易挥发且易燃的汽油类清洗剂进行清洗等。
第四类,预防和避免箱变低压侧断路器不能自动保护性跳闸故障的发生。对于双馈机组,如箱变的低压侧断路器不具有自动跳闸功能,当机组停机时,发电机不能脱网造成发电机定子长时间短路发热,进而引发火灾事故。
第五类,预防其他类原因造成机组倒塌。如:机组安全等级选择,或微观选址不当;塔筒、塔筒螺栓不合格,或塔筒螺栓维护不到位等。总之,当机组烧毁、倒塌事故发生以后,应追寻事故发生的根本原因,抓住重点,采取合理、适当、有针对性的预防措施,以避免机组重大事故的再次发生。
5. 结语
为预防和避免风电机组重大事故的发生,可以通过完善设计、提高产品质量、增强从业人员的业务水品和责任意识等主动预防措施,以降低事故发生率。而不是简单地增加消防系统等消极、被动的防火措施。
风电机组的运行环境恶劣,在主控设定的条件下自动控制运行,因此,我们要以预防为主,不仅要防止风电机组烧毁、倒塌事故的发生,而且,还要考虑到风电机组的生产、运行和维护成本,最终达到机组在20年内成本较低,甚至更长时间内达到度电成本最低[3]。
参考文献
[1]张晋,徐大军,刘连喜等.风力发电机组火灾特性与消防系统试验研究.消防科学与技术[J].2011,30(7):608-611
[2]王海霞.英国研究院:风机火灾发生率高于业界承认水平.能源网-中国能源报:2014.7.21
[3]王清照,王明军,朱彬.风电机组重大事故分析(一).风能.[R].2014(6):74-79