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【聯想】從地鐵4號線故障看風機可靠性設計

2015-10-27 來源:風電峰觀察 瀏覽數:324

今天晚高峰,地鐵4號線故障,我在路上堵了1個小時,恰好,壞掉的車就是我乘坐的那輛。在地鐵上閑來無事,本想消化消化行業新聞,卻不想手機的“有道云筆記”又出了問題??粗鴿M車的人群,不由得從地鐵的故障想到了風機的可靠性設計。

  今天晚高峰,地鐵4號線故障,我在路上堵了1個小時,恰好,壞掉的車就是我乘坐的那輛。在地鐵上閑來無事,本想消化消化行業新聞,卻不想手機的“有道云筆記”又出了問題。看著滿車的人群,不由得從地鐵的故障想到了風機的可靠性設計。
  隨著我國風電產業向低風速區域發展,風電機組逐漸向大容量、大葉片的方向發展,機組載荷與投資成本逐漸提高;同時,機組工作環境也越來越嚴酷(高海拔、高雷暴、凍雨等),維修成本也越來越高,風力發電機組的可靠性問題顯得更加重要和突出,成為風電行業面臨的關鍵課題。
  5年前,說到機組可靠性,通常只有一條指標:單機可利用率大于等于97%,整場可利用率大于等于95%。可利用率通常是指每年度設備實際使用時間占計劃用時(全年總時間減去計劃維護的時間)的百分比。由于可利用率的指標無法直接與設計掛鉤,因此無法在設計階段進行考慮。而且,有時由于業主與設備廠家對計劃維護時間規定不清,還可能會可利用率虛高的情況。
  隨著業內對可靠性的理解逐漸加深,目前再說到可靠性指標,一般則會以故障率(%/天)進行衡量,隨之而來的則是MTBF(平均故障間隔時間,為故障率的倒數)、MTTR(平均恢復前時間)等。相比可利用率,這些指標對機組可靠性的定義更加準確,通過在設計階段進行可靠性分配,能夠有效地控制產品最終的可靠性指標。
  然而,目前國內風電場能量可利用率約為80%,而國外風電場能量則可達到90%以上,這說明國內風電場的故障在大風階段會出現得更為頻繁。為了讓機組能夠創造更大的經濟效益,人們希望風機盡可能在小風時段出現故障,并進行維護工作,或者在小風時段通過預防性維護,提高機組在大風時段的發電效率,也就引出了預防性維護的設計理念。
  反觀地鐵故障,本次地鐵4號線的故障歷時約1個小時,而上次4號線的故障大約已是半年之前,其可利用率與MTBF指標還是非常高的。但是由于早晚高峰期間人流密集,所以在早晚高峰一旦出現地鐵故障,對人們出行影響非常大,這就類似于風機在大風時段故障停機一樣,刮走的可都是白花花的銀子。
  從另外一個角度來看,每天上下班都是我看新聞的時間,本來在地鐵上翻譯整理完當天更新的內容,到家只需更新即可。但今天地鐵壞了,恰好又趕上“有道云筆記”出問題,概率已是小到可以買彩票了,所以通常風機載荷計算也就疊加兩個小概率事件(變槳故障、電網掉電、極限風速等),不會疊加到三個。
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