基于全寿命周期精细管理的风电机组高强度螺栓断裂治理创新与实践
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完成单位:华润新能源(锡林浩特)有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-G-2-***
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
乌 浩、张艳锋、唐 伟、李 双、万井江、赵志玮、苏雅拉毕力格、王 智
项目概况
蒙东公司某风电场,总装机容量300兆瓦,配置了120台风电机组。自该风电场投入运营以来,陆续有19台风电机组高强度螺栓发生了失效断裂,这一情况对风电机组的安全稳定运行构成了重大威胁。针对此问题,蒙东公司由分管领导带队,成立了以《基于全寿命周期精细管理的风电机组高强度螺栓断裂治理创新与实践》为课题的攻关小组,从设计选型、制造质控、安装运维、退役评估等环节入手,制定《风电机组高强度螺栓全寿命周期技术规范》,构建了覆盖全流程的闭环管理体系。在设计阶段,引入联合仿真技术,优化螺栓强度裕度与疲劳分析;制造环节,严格控制氢含量与热处理工艺,确保螺栓质量;安装阶段,采用激光干涉仪实时校准平面度与同心度偏差;运维阶段,建立基于多源数据的监测预警系统,实时采集螺栓预紧力、应变、振动等数据,并结合气象、环境数据进行分析预警。同时,创新性地引入“螺栓健康指数”(BHI)评估工具,依据检测数据自动生成紧固优先级清单,实现科学化、精细化管理。 (1)故障率降低。实施治理方案后,风电机组高强度螺栓断裂故障率显著下降。据统计,2024年螺栓断裂故障率从治理前的3.1%降低至1.2%,塔筒螺栓与叶根螺栓的故障率分别降低了60%与50%。这不仅减少了停机次数,还降低了因螺栓断裂引发的安全风险,保障了风电机组的稳定运行。 (2)运维效率提升。通过“检 - 诊 - 疗”一体化巡检机制,运维人员能够快速、准确地评估螺栓健康状态,并依据BHI评估工具生成的紧固优先级清单进行针对性维护。螺栓预紧力检测精度从传统方法的±30%提升至±5%,检测效率提高了40%。同时,运维数据的整合与智能诊断技术的应用,使运维决策更加科学,减少了不必要的工作,运维成本降低了23%。 (3)经济效益显著。螺栓断裂故障率的降低与运维效率的提升,直接带来经济效益的提升。单次螺栓断裂事件平均修复成本从82万元降低至51万元,停机时间从7 - 15天缩短至5 - 10天。据统计,治理方案实施后,因螺栓断裂导致的直接经济损失减少了50%,间接发电量损失减少了40%,相当于每年减少二氧化碳减排量损失约80万吨。 (4)行业推广价值。该治理方案不仅在公司内部取得了显著成效,还具有较高的行业推广价值。通过系统性构建全寿命周期管理机制,为风电行业提供了一种可复制、可推广的高强度螺栓治理模式,有助于推动整个行业在螺栓管理方面的技术进步与管理水平提升。


