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2023-10-19 來源:能見APP 瀏覽數:894
在10月17日上午舉行的海上風電工程裝備論壇上,遠景能源風機產品首席專家高猛發表了題為《聚焦可靠性,推動海上風電高質量發展》的主題演講。
2023年10月16日-19日,2023北京國際風能大會暨展覽會(CWP2023)在北京如約召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一,這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會,再次登陸北京,聚焦中國能源革命的未來。
本屆大會以“構筑全球穩定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題,將歷時四天,包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“全球風電產業布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發展前景”“國際風電市場發展動態及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見APP全程直播本次大會。
在10月17日上午舉行的海上風電工程裝備論壇上,遠景能源風機產品首席專家高猛發表了題為《聚焦可靠性,推動海上風電高質量發展》的主題演講。
以下為發言全文:
各位嘉賓各位領導大家上午好。今天我是第一個講,我想也是整個行業還是非常關注海上風電的發展和產品可靠性,這邊更多的還是結合一些工作實踐包括遠景的一些實踐,拋磚引玉講一下。
前兩年風機機組大型化步伐加快,目前在風機大型化方面,中國已經在全球領先,同時,市場價格大幅下降。大家知道兩三年前,機組每千瓦單價五六千,到現在三千多,各家在降本,我們對設計預量更精細化,或者叫壓縮,看怎么描述,但是這種情況下,對不確定性,對工況不確定性和生產制造,運輸各方面帶來不確定性的敏感度會高,容忍度變差。另外整個產品的更新節奏太快,以前一個產品賣三年四年,現在兩年感覺賣不到,可能一年多一點,這個情況下要求產品開發既要做的好又要做的快,這個本身是矛盾的。同時大型化開始之后,一個風場同等規模,臺數少了,運營成本會下來,如果保證同場可利用率是一樣的,臺數少了,單機可靠性要求增高,這方面也是對整個可靠性提了更高的要求。當下情況下,這一兩年,其實我們實事求是講,海上項目包括導塔、火災,批量更換時有發生,整個形勢從技術角度看還是比較嚴峻的,
如何保障產品可靠性,考驗的是整個產品開發體系。遠景這邊的集中產品開發最早是RPM的集中產品開發學,十幾年前,后邊逐步吸收了華為的IPD流程,包括豐田的CE產品開發機制這么十幾年慢慢過來,所以基本上從產品的客戶需求一直到客戶的滿意度,形成一個閉環,遠景價值觀以產品為中心,以客戶為引領,特別是近兩年,在質量合規建設上做了大量投入,讓大家意識到合規的重要,這樣可以對各個環節的質量意識會有提升。
流程機制文化更多是一個基礎,流程上講,我們更多的是看怎么能夠更快開發,敏捷開發,怎么保證更多復用。模塊化開發,產品復用,落地的時候會遇到很多問題。遠景大概在三四年前,從軟件行業來學怎么做模塊化和復用,我們引用TBB、CBB概念,可以講是大的系統模塊和小的系統模塊,主要目的是盡可能把以前比較傳統的基本流程的開發模式,從整機先做什么機型,葉輪、功率,從分撿系統、子系統一直到大部件,層層分解的過程。
解耦一下機型平臺包括和大部件的開發之間的關系,我們更多的是通過模塊換做貨架式開發,機型和平臺選用做這種,相對做一些解耦,這樣可以相對來說在開發周期上縮短,同時我們可以通過組織架構的設置,包括這種理念的推廣,真正來要求部件的跨平臺復用。舉個例子,偏航系統的大部件,我們可以實現海陸跨平臺,基本設計在防腐上有不一樣,配制數量有不同,相對可靠性相對更容易保障。
另一方面可能在這種形勢下,更要求我們對技術深度,技術細節,包括應用失效模式有更深刻的理解和掌握。風電不論選哪個技術路線,真的做好還是看具體的設計,不論是設計細節怎么控制,質量細節怎么把控。這里面有幾個小的例子,大家常常講雙軸承,雙軸承我們主軸過來,兩個主軸承,齒輪不受彎距,我們真的看技術細節,其實不是這樣的,這是一個純理論的,所有的機械大家學機械的知道它都是有鋼度的,所以兩個主構成和主軸并不能真正約束整個這個彎距屏蔽掉,正是因為做了這么強的約束,主軸承,主機架的變形,相互關系,鋼度匹配對齒輪箱有什么影響,這也是很重要的一個細節。特別是當大型化做的很快,載荷很大,這個你沒法和以前的絕對值上的變形和以前保持一樣,怎么跨,這會影響載荷在整個主軸的分配,也會到齒輪箱的分布,這個需要特別在當下情況下更多的研究,包括應用研究,也包括我們在測試驗證的研究。
下面講就是我們看一下,我們這些經驗,這些細節怎么能夠真正融到開發里,特別是我們叫可靠性正向設計,失效模式分析。實際上真的把失效模式做透也是比較困難的,我們常常遇到一個尷尬的境界,就是我們做失效模式分析,傳遞到大部件,常常是說純粹外購,你會發現供應商商業秘密,從商務角度不會打開,你不用管我怎么做,我肯定是一個好的產品,保證質量,保證功能,包括主機場+經驗,包括一些項目管控點,沒法真的傳遞到大部件往下去走,包括整機場架在真正大部件設計和質量管控上缺乏相當的一個經驗,很多時候很難非常有效的做管控,遠景相對來說在大部隊自研自制做的久,近年來加快進程,當下對于整個大部件,所有大部件有獨立產品設計和供應設計能力,對葉片和齒輪箱有批量制造的能力,這樣我們可以把整個失效模式完全打通,我們可以從整機分解到子系統,大部件過程管控,哪怕我們有的還是代工或者外購,我們很清楚怎么管控,這些點上相對來說對失效模式管控更徹底,這樣講并不是所有廠家一定上游產業鏈集成,一定做自研自制,而是當下開發節奏很快,產品壓力很大的情況下,更多是怎么整合上游的,不論什么形式,不論深度的戰略合作或者是我聯合開發,你怎么能夠真正把主機廠家經驗和零部件廠家經驗聯合,這是更核心的點,只是像以前單純買賣關系,我這邊有產品你來買,你來用,不得真的滿足當下環境。
后面稍微提一下,前面也會講到對產品認知,失效模式,這方面怎么積累,一方面我們是通過大量應用,應用之前或者我覺得其他的途徑,從我測試驗證,特別是一些非標的破壞力測試驗證,為什么這么講,很多時候符合測試驗證,認證要求做完不能壞,可以告訴我們一些事情,很多時候數據做壞,他可能告訴你的事情會更多。這個邏輯有點繞,其實是從我們拓展自己的認知角度,很多時候有很多的這種積累,這邊舉個例子,最左邊的視頻,是葉片我們真正做壞,其實是主梁曲曲一直到分層,最后整個結構破壞,這個可以驗證你分析的薄弱點和整個過程是不是一致,包括像這邊是我們整個這個干變的短路測試,這個是看你的CR設計,包括短路的這種極端事件下,它的薄弱環節在哪里,像這一塊,其實也的確齒輪箱加速破壞實驗給我們很多起事,這個也相對比較早,五六年前的時候,遠景剛開始做自研自制齒輪箱的時候,當時我們做20年的疲勞壽命,做完了沒問題,然后我們繼續做,我們把它做壞了,然后做壞的時候,我們發現它壞的和我們想的不一樣,并不是你想的設計上的合標,類似于齒根或者點蝕這種標準的最薄弱環節開始壞的,而是最后發現壞的還是由于雜質,在材料純凈度上有問題,導致一個失效,可能已經過了20年,從加速壽命的這個時間長短上看,包括我們遇到了其實不止一臺,這個事情給了我們非常大的警示,因為這個雜質導致的失效快慢取決于雜質大小,或者是不是靠近表面硬化層,發現這個問題也做了大量材料攻關。的確,后面我們在一些外部廠家也遇到了這些問題,按照標準材料,純凈度選有一定的概率有這個問題,所以還要走向定制換,這個的確通過類似于破壞類的試驗可以告訴我們很多東西。
從前面講設計,定型到生產,不詳細講了,這個人工智能也很熱,真的怎么引入自動化人工智能的手段,降低人為因素,減少工差和不一致性,各家有各家的經驗,就不多講。
這提的更細一點,從質量角度,包括裝配質量角度,可靠性或者質量,很多時候很細的細節,這邊舉一個例子,風機布線,不是動力線,大的線,而是輪轂、機艙、電源線,實事求是,五六年見,遠景是一些指導性要求,沒有很細的規范,多大的間距做一個固定,不同的線交叉的時候怎么處理,這個電板橋架怎么綁,這個遠景是比較粗放的,沒有這么細的規定,我們跨平臺,跨機型甚至不同的產品批次都會有一定的差異,直到我們也是比較久了,可能有四五年前,五六年前,我們在現場遇到一個類似于先兆事故,異常事故,我們真正意識到這種細節是有可能導致整個風機重大安全事故的,包括火災的風險,線纜固定不好,振動,各種異常都可能發生,那種情況下我們也是花了很大精力做細節的提升,針對布線,剛才提到所有細的點,每個點要求非常細,特別要求第三方質量審核專家做審核,我們對細節做了一個很好的提升。
稍微提一句,不詳細展開了,數字人技術在監控怎么用,智能監控,加更多傳感器。很多時候傳感器加太多,整個硬件系統太復雜,硬件可靠性是存在一定退化風險,遠景這邊用數字孿生技術和大數據的模型,盡可能可以實現少加傳感器,大家同樣監控效果,這樣可以某種程度上間接提高整個系統的一個可靠性。因為時間關系不展講,今天匯報到這,最后稍微提一兩句,風電可靠性的確是一直在路上,沒有終點,實踐起來很難做,遠景也是一直在發展中解決問題,可靠性提升是全行業我們需要各位同仁一起努力的,謝謝。
(根據演講速記整理,未經演講人審核)
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