免爬器在风电项目运维中的运用

ＤＯＩ:１０.１９３９２/ｊ.ｃｎｋｉ.１６７１￣７３４１.２０２００２１４２

科技风２０２０年１月

免爬器在风电项目运维中的运用

侯　锐

中国水电顾问集团风电泸西有限公司　云南红河　６５２４９９

摘　要:国家大力扶持ꎬ风电行业新增装机规模巨大ꎬ２００６年以后ꎬ我国风电行业发展迅速ꎮ截至２０１７年底ꎬ我国累计装机容量达到１８８３９２ＭＷꎬ位居世界第一ꎮ目前ꎬ在风力发电领域一般都需要高空作业ꎮ在高空作业平台和地面之间输送人员物资以及检修都需要采用一定的升降设备ꎮ这种升降设备还需要考虑到实际工作环境、安全性等多方面因素ꎮ传统的提升机设施造价高ꎬ占用空间大ꎬ安装空间受限ꎮ近年ꎬ中国风电市场转向低风速领域ꎬ高塔筒、长叶片、大功率成为发展趋势ꎮ随着塔筒增高ꎬ对风电高空作业安全辅助设备需求会越来越大ꎬ“免爬器”的市场应运而生ꎮ

关键词:风电ꎻ免爬器ꎻ运用

一、免爬器的定义

免爬器是指安装在风力发电机组塔筒爬梯上的升降设备ꎬ利用爬梯上的导轨ꎬ是风机检修和维护人员上下塔筒使用的助力的设备ꎬ主要由车体、导轨、钢丝绳、驱动装置、控制系统等部分组成ꎮ

二、免爬器与助爬器的区别

免爬器是发电机组塔筒攀爬的新型辅助设备ꎬ产品结构紧凑ꎬ在不改变塔筒内部结构安装于塔筒的爬梯上ꎬ具有安装方便、安全可靠、操作简单等特点ꎬ可以节省攀爬风机塔筒人员的体力消耗ꎬ能有效提高风机巡检和维护效率ꎮ免爬器有两个突出特点:一是零体力消耗ꎻ二是可载物ꎮ

助爬器目前普遍应用于风力发电机组的塔筒内ꎬ助力器的助力范围３０－５０千克ꎮ助爬器一般安装在竖梯上ꎬ作业人员通过身上的安全带挂钩与环绕在竖梯上的牵引绳连接ꎬ助力器电机驱动牵引绳ꎬ给作业人员提供助力ꎮ助爬器具有质量轻ꎬ体积小ꎬ安装和操作简单ꎬ高可靠性等优点ꎮ

三、免爬器的结构

免爬器一般由车体、导轨、钢丝绳、驱动装置、控制系统等部分组成ꎮ

车体是指承载人员的平台ꎬ含车身、踏板、扶手、操纵装置和安全锁等ꎮ作业人员通过操纵装置平台升降ꎬ当车体由于钢丝绳断裂、曳引力不足等原因发生坠落时ꎬ安全锁将车停在导轨、钢丝绳或者爬梯上ꎮ

导轨安装在爬梯上ꎬ约束车体运行线路的刚性元件ꎬ作用是保持升降平台的运行平稳性ꎬ并能使安全锁能够可靠制停ꎮ

电气控制系统由电气控制柜控柜、操作控制装置、限位装置等组成ꎮ电控柜一般安装在风机塔底或者爬梯上ꎬ并装有电机调速控制装置ꎻ操作控制装置可分为车上操控和手持遥控ꎮ

驱动装置是车体上下运动的动力装置ꎬ包含驱动电机、减速器、制动器等ꎬ通过曳引驱动的方式ꎬ利用驱动轮与钢丝绳的摩擦力拉动车体上下运动ꎮ

钢丝绳分为工作钢丝绳和安全钢丝绳ꎮ工作钢丝绳与驱动轮产生摩擦力驱动车体上下运行ꎬ并承受悬挂载荷的钢芯钢丝绳ꎮ安全钢丝绳装有防坠装置ꎬ正常情况下不承受悬挂载荷的钢芯钢丝绳ꎮ

四、免爬器的分类

免爬器按导轨数量可分为单导轨导向和双导轨导向ꎬ由于单导轨导向比双导轨导向跟安全ꎬ因此ꎬ目前市场上免爬器主１６４

要采用单导轨导向ꎮ

免爬器按驱动装置的布置可分为驱动固定式和驱动随行式ꎬ由于驱动随行式免爬器在设计上对设备的材质要求较高ꎬ并且在故障后ꎬ不便于检修ꎬ因此ꎬ目前市场上免爬器主要为驱动固定式ꎮ

五、免爬器在风电运维项目中的运用

我国投运风电项目快速攀升ꎬ据统计ꎬ截至２０１７年底ꎬ我国累计装机容量达到１８８３９２ＭＷꎬ位居世界第一ꎮ随着风机运行时间的增加ꎬ风机内部各部件可能出现老化、磨损的情况ꎬ风机故障频率也随之增加ꎬ一旦风机故障停机得不到及时处理ꎬ将会造成发电量损失ꎬ及时高效处理风机的故障处理已经成为各发电企业最为重要的工作之一ꎮ由于风机塔筒高度基本上都超过７０米ꎬ风机检修人员往往需要花费较长的时间在攀爬风机上ꎬ此外ꎬ风机巡检、维护保养ꎬ都需要通过塔筒内的爬梯ꎬ爬到风机机舱内进行作业ꎬ所以ꎬ选择安全、高效、经济实惠的免爬设备尤为重要ꎬ保证作业人员的安全ꎬ提高风机巡检、检修、消缺的效率ꎬ保证发电设备正常运行ꎮ

免爬器是近几年来才在风电市场上出现的产品ꎬ深受各方业主的关注ꎬ由于其载重量低ꎬ不属于国家监管的特种设备ꎬ国家也未出台相应的设计生产标准ꎬ部分免爬器的制造厂家为了追求利润ꎬ产品的材质不合格、设计、制造和安装存在缺陷ꎬ作业人员在使用过程中ꎬ可能存在高空坠落的安全隐患ꎮ因此ꎬ建议发电企业在免爬器采购过程中ꎬ尽量选择国内外知名品牌ꎮ国内免爬器的一线品牌主要有中际联合、天津库珀、特固兰、布莱斯科、和蕴等几家ꎬ现阶段国际市场上还没有成熟的厂家进行大批量制作ꎮ各家产品不尽相同ꎬ单导轨的厂家有中际联合、天津库珀、特固兰、和蕴等ꎬ双导轨的厂家有布莱斯科等ꎬ市场价格约为２~３万元/套ꎮ风场大范围使用免爬器已经成为趋势ꎬ免爬器也将会在风电项目运维中得到推广运用ꎮ

参考文献:

[１]邱永根.基于单片机的助爬器控制器的设计与实现[Ｄ].中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)ꎬ２０１５.

[２]安健.风电塔筒助爬器电机的优化设计与控制[Ｄ].上海交通大学ꎬ２０１１.

[３]张国柱.风电机组用免爬器在工作中的应用探讨.中际联合(北京)科技股份有限公司ꎬ２０１７.

作者简介:侯锐(１９８６￣)ꎬ男ꎬ汉族ꎬ云南泸西县人ꎬ本科ꎬ中级ꎬ测控技术与仪器专业ꎬ研究方向:安全管理ꎮ