2023年6月8-9日,由北極星電力網、北極星風力發電網主辦的“迎風向海 邁入深藍 第三屆海上風電創新發展大會”成功召開。
會上,北京鑒衡認證中心工程檢驗部部長程人杰做出了《海上風電設備腐蝕與沖刷檢測》主旨演講。他指出,海上風電場處于復雜的海洋腐蝕環境,機組基礎受到船舶停靠撞擊、海水腐蝕,塔筒機組運行受振動產生交變應力、吊裝物碰撞、鹽霧腐蝕、紫外線等老化因素影響,防腐涂層相比陸上風電機組更易出現破損的現象。
因此,針對海上風電機組基礎防腐、海纜沖刷、水下構件防腐等檢測,以及針對葉片損壞的專項檢測,成為海上風電高質量運行的有效保障。
北京鑒衡認證中心工程檢驗部部長?程人杰
海上風電場處于復雜的海洋腐蝕環境,風電機組基礎受到船舶??孔矒簟⒑Kg,塔筒機組運行受振動產生交變應力、吊裝物碰撞、鹽霧腐蝕、紫外線等老化因素影響,防腐涂層相比陸上風電機組更易出現破損的現象。
因此,針對海上風電機組基礎防腐、海纜沖刷、水下構件防腐等檢測,以及針對葉片損壞的專項檢測,成為海上風電高質量運行的有效保障。當前,鑒衡認證也正在從防腐檢驗、海纜與基礎沖刷情況檢驗等方面建設海上風電風電設備腐蝕與沖刷檢測能力。
防腐檢查
對于海上風電而言,防腐檢查多聚焦在作為關鍵支撐結構的基礎有無因外物撞擊導致損壞、凹痕、鋼構變形或斷裂;腐蝕生銹情況;對混凝土基礎、多管樁、單管樁基礎的沖刷情況檢查,以及對基礎本體、涂層的影響情況,從而制定出有效的防范方案。
防腐檢查的時機一般在風電機組進入240h試運前、工程移交生產,以及生產運行期間,這幾個階段的側重點各有不同。
投運前的防腐檢查主要強調工程垃圾的清理、涂層防腐是否有遺漏、防腐封堵是否完整、涂層損壞位置是否已經修補;運行期間檢查則主要觀測涂層是否損壞、鋼構是否生銹、設備上是否有灰塵、潮濕、油污、海生物、贓物等。
防腐檢查需形成防腐檢查臺賬,并對檢查所發現的問題進行分析、診斷、評估,提出處理建議、措施,及時進行消缺閉環。
海纜與基礎沖刷情況檢驗
海纜與基礎沖刷檢驗對于海上風電平穩運行至關重要,根據國際保險機構統計,占比海上風電項目總投資約9%的海纜(含送出線纜、集電線纜),是海上風電故障當中發生頻率最高的環節,占保險索賠事件的75-80%。
海上風電場所處海域,潮差較大,潮汐動力強,可能會導致風電場海底送出電纜、海底集電電纜、樁基基座及連接電纜的局部裸露和懸空。一旦電纜懸空,懸空管線承受內外部壓力、以及流速震動力頻率和電纜、樁基結構的震動頻率接近時導致的共振,將進一步導致懸空電纜及結構物的疲勞破壞。而且,沖刷導致海纜埋深不足,容易受到輪船錨害危險,這種事故在海上風電場運行中的發生頻率較高。
因此,運營期海上風電項目需要定期配置開展海纜沖刷風險專項檢驗服務(簡稱“掃海”),以及時發現海纜風險隱患并降低出險率、出險損失。
其次,對于基礎沖刷情況,由于我國不同的海底情況導致海水沖刷每年都有一定的損失,因此要對基礎的沖刷情況進行檢測。
基礎的沖刷主要從三個層面影響海上風電安全狀態:基礎沖刷將減小樁基礎的入土深度,降低樁基礎的承載力;使樁的懸臂長度增加,從而使風機水平變形加大,同時增加樁基礎的傾覆彎矩;使風機機組結構的自振頻率降低,基礎疲勞應力幅值增大、應力循環次數增加,影響機組的疲勞壽命。
當前,鑒衡認證提供海纜與基礎沖刷風險專項檢驗服務,由資深隨船外業工程師和高級分析評估工程師組成的服務團隊,依托精密儀器設備、專業船舶及工裝,在有限的作業窗口期內,高效開展外業和內業作業。完成現場檢測工作并出具海纜沖刷風險檢驗報告,輔助保險機構和業主機構制定有針對性的風險預防和控制方案,為海纜健康安全運營提供專業的風險解決方案和風險管理服務。
目前,業內針對海纜、樁基的沖刷風險問題,也有對應的補救措施和手段,一般為拋石法、連鎖排,以及固化土方式。其中拋石法最為經濟,但存在二次沖刷風險,適用于水質較為清澈海域;連鎖排則更適合精準作業。固化土方式是近年來新興的解決方案,目前效果較好。
從相關經驗來看,對于海纜和基礎沖刷比較嚴重的情況,業內可以通過定期掃測預警,加上相關專業機構、設備制造廠制定相關的防控處理建議,以及最終的保險風險兜底,制定綜合性的保障以維護海上風電設備安全和正常運行。