鉴衡认证中心《风力发电机组延寿技术规范》

CGC 北京鉴衡认证中心 技术规范 CGC/GF 149:2020 First edition 风力发电机组 延寿技术规范 Wind turbine generator systems - Technical specifications for lifetime extension 2020-04-17 发布 2020-04-30 实施 北京鉴衡认证中心 发布 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 I / III 目 次 前 言 III 1 范围 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 符号和缩写 . 3 4.1 符号和单位 3 4.2 缩写 3 5 通用要求 . 3 5.1 概述 3 5.2 评估方法 3 6 资料准备 . 4 6.1 概述 4 6.2 资料类别 4 6.2.1 外部条件 . 4 6.2.2 原始设计 . 5 6.2.3 运行状态 . 5 6.2.4 载荷测量 . 5 6.3 资料等级 6 7 延寿检查 . 7 7.1 概述 7 7.2 叶片 7 7.2.1 叶片概况调查 7 7.2.2 叶片检查方式和范围 8 7.2.3 叶片检查结果评估 8 7.3 轮毂系统 9 7.4 机舱 9 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 II / III 7.4.1 传动系统 . 9 7.4.2 主机架及后机架 10 7.4.3 偏航系统 . 10 7.5 塔架 10 7.6 基础 10 7.7 螺栓及焊缝连接 . 11 7.7.1 螺栓连接 . 11 7.7.2 焊缝连接 . 11 7.8 腐蚀 11 7.9 电气系统 11 7.10 控制及保护系统 . 12 8 分析方法 . 12 8.1 概述 12 8.2 一般要求 12 8.3 模型建立 13 8.4 A 等级分析方法 . 14 8.5 B 等级分析方法 . 14 8.6 C 等级分析方法 . 14 8.7 D 等 级分析方法 . 14 8.8 “+”等级分析方法 . 14 8.9 延寿期间的检查 . 15 9 延寿的技改 . 15 10 退役 16 附录 A（ 资料性 附录 ） 外部 条件 资料 要求 . 17 附录 B（ 资料性 附录 ） 原始 设计 资料 要求 . 19 附录 C（ 资料性 附录 ） 运行 状态 资料 要求 . 22 参考文献 24 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 III / III 前 言 我国 风电持续快速发展 ，随着时间的推移 ，早期 安装的 风力发电机组 将陆续 面临寿命到期的情况 ， 现 阶段 已有部 分风电场的部分机组寿命到期 ， 预计在 2025 年之后 ， 将批量出现风力发电机组 寿命到期的情况 。 寿 命到 期的风力发电机组 ，可能直 接退役 ，亦可能继续服役运行或经过 一定 技改 继续服役运行 ，延长其使 用寿命 。对于计划延寿的风力发电机组 ，应对其 当前 以及 延寿 期间 的 结构完整 性 进 行 评估 ， 给出 机组 的 剩 余 可用 寿命 以及 延寿 期间 的 检查 内容 、 方法 及 时间 间隔 。 为规范 风力 发电 机 组 延寿的技术要求 ，特制定本规范。 本规范按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本规范由 北京鉴衡认证 中心有限 公司 提出 并归口 。 本规范由北京鉴衡 认证中心 有限公司 负责解释。 本规范主要起草单位： 北京鉴衡认证中心 有限 公司 、 北京国合新能源有限公司 、 北 京 京能清洁能 源电 力股份 有限公司内蒙古分公 司 、 北 控 清洁能源集团有限公司 、 广东省能源集团有限公司 、 国华能源投资有 限公司 、 华电电力科学研究院有限公 司 、 明阳智慧能源集团股份有限公 司 、 上 海 电气风电集团 股份 有限公 司 、 新疆金风科技股份 有限公 司 、 远 景 能源 有限 公司 、 中车株洲电力机 车研究所有 限公司 、 中国船舶重 工 集团海 装风 电股份有限 公司 、 中国广核新能源控股有限公司 、 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 、 中国三峡新能源（集团）股份有限公司 、 中节能风力发电股份有限公司 。 本规范主要起草人： 符鹏程 、 李鹏 、 黄宇同 、 张金峰、邹文尧 、 周 新 亮 、 程人杰 、 李浩然 、王丹丹 、 孙少华 、 张宇 、 杨洪源 、 蔡继峰 、 李海鹰 、 石敏 、童 正 、 韩军 、 杨熙 、 何凯华 、 贺敬 、 朱良山 、 卢成志 、 高林涛 、 陈艳 、 黄国燕 、 赵春雨 、 陈涛 、 张阿飞 、 孙文广 、 张黎 明 、 林胜洋 、 杨元侃 、 马小萍 、 万宇婷 、 韩炜 、 谢 园 奇 、 郝晶晶 、 徐洪雷 、 李晨 、 王冬 、 王靛 、 巫 发 明 、 李慧新 、 陆道辉 、 傅新鸿 、 米永山 、 董 礼 、 张雪松 、 郭小兵 、 闫姝 、 刘建平 、 韩雷 岩 、 曹彬 、 申红帅 。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 1页 / 共 24 页 风 力 发 电 机 组 延寿技术规 范 1 范围 本 规范 规定了风力 发电机组延 寿的技术要求。 涉及风力发电机组及各子系统，如控制和保护 功能、 内 部电气系统 、 机械系统 和 支撑 结构 ， 亦 涉及到 风力发电 机组 的 基础和 电网 条件 。 本 规范 适用于水平轴风力发电 机组（以下简称 “机组” ） 的延寿。 本规范的言语形式 规定 如下 ： a) “应”表示必须遵守的 要求（等同 于英文 标准 中的“ shall”）； b) “宜”表示 推荐的 要求（ 等同 英文标准中的“ should”）； c) “可以”表示在本文档限定范围内允 许（等同英 文标准中的 “ may”） ； d) “ 规范性 ”表示 必须遵守的 文件 或 附 录 （ 等 同 于英文 标准中的“ Normative”） ； e) “资料 性”表 示提供参考的 文件或 附录（等同于英文标准中的“ Informative”）。 2 规范性引用文 件 下 列 引用文件 对于 本 规范 的应用是 必不可少 的。凡是注 有 日期的引用文件，仅 所注日期的版本适用 于 本规范 。凡是不注日期的引用文件，其最新 版本 （包 括所有的修 订版 ） 适 用于 本规 范 。 GB/T 18710 风电场风能资源评估方法 GB/T 20319 风力发 电机组 验收规范 GB/T 25390 风力发电机组 球墨铸铁 件 GB/T 2900.53 电工术语 风力 发电机组 GB/T 31517 海上风力发电机组 设计要求 （ IDT IEC 61400-3:2009） GB/T 4662 滚动轴承 额定静载荷（ ISO 76:2006， IDT） GB/T 6391 滚动轴承 额 定动 载荷和额 定 寿命（ ISO 281， IDT） IEC61400-1 风力发电机组 第 1 部分 ：风 力 发电机 组 设 计要求 IEC61400-4 风力发电机组 第 4 部分： 风力 发电机组齿 轮箱设 计要求 IEC61400-12-1 风力发电机组 第 12-1 部分 功率特 性测试 IEC61400-12-2 风力发电机组 第 12-2 部分 基 于 机 舱 风 速 计 的 风 电 机 组 功 率 特 性 测 试 IEC61400-13 风力发电机组 第 13 部分 机械载 荷测量 IEC61400-22 风力发电机组 第 22 部分 符合性 测试和认 证 IEC61400-24 风力 发电 机组 第 24 部分： 雷电保 护 IEC61439（所有部分） 低 压开关 和控制 装置 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 2页 / 共 24 页 IEC61800-4 调 速电 气传 动系统 第 4 部分 ： 一般要求 交流 电压 1000V 以上但不超过 35kV 的交流调速 电气传动系统额定 值的 规定 IEC62477-1 电力电子变换器系统和设备的安全要求 第 1 部分 ：通则 IECRE OD-501 型式认证及部件认证方 案 ISO/IEC17025 测试 和校 准实验室能力的一般要求 ISO/IEC17020 执行检查的各类 机构的操作通用 标准 ISO2394 结构可靠性的 基本原则 ISO4354 风对建筑物的作用 3 术语 和定义 GB/T 2900.53 和 GB/T 18451.1-2012 界定 的 术语 和定 义 适用于 本规范 。 3.1 设 计 寿命 design lifetime 产品设计时 ， 预计不失去使用功能的 日历时间 （通常以年计） 。 3.2 使用寿 命 useful lifetime 从机组 开始 运行到最 终退役的 时间 。 3.3 延寿 lifetime extension 在设计寿命以外， 延长 机组或部件的使用寿命。 3.4 剩余使用寿命 remaining useful lifetime 机组 从现 在到最 终退役 的 日历时间 。 3.5 延寿检查 lifetime extension inspection 对机 组进 行 实际检 查，以 确定其是否适合延寿 。 3.8 技 改 technical transformation 针对在役运行的 机组 进行技术 升级 、优化或部件 /系 统 替换 。 3.9 延寿 评估 lifetime extension assessment 针对 计划 延寿 的 机组 ， 依据 其 资料 、 检查 结果 、 外部 条件 、 运行 状 态 ， 对 其 当前 以及 延寿 期间 的 结构 完整性 进行 评估 ， 给出 机组 的 剩余 可用 寿 命 以及 延寿 期间 的 检查 内容 、 方法 及 时间 间隔 。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 3页 / 共 24 页 4 符号和缩写 4.1 符号和单位 GB/T 2900.53 和 GB/T 18451.1 界定的 术语和定义 适用于 本规范 。 4.2 缩写 WF 风电场 WTG 风力发电机组 DLT 设计寿命 ULT 使用寿 命 LTE 延 寿 RUL 剩余 使用 寿命 LTI 延 寿 检 查 CMS 状 态 检测系统 SCADA 数据采集与监视控制系统 RNA 风轮机舱组件 5 通用 要求 5.1 概 述 陆上 机组 通常情况 下 设计 寿命 为 20 年 ， 海上 机组 通常 情况 下 设 计 寿命 为 25 年 。 若通过经济性评价认 为 机组具备 继续服役 的潜 力 ， 要求 机组在超过设计 寿命 后继续 运行 ，则 应 对其进行 延寿 评估 。 机组的 延寿 评估 除满 足 本规范 要求外 ，还需 满足 国家 现行 相关 标准 规范 的要 求 。 5.2 评估 方法 对 机组 进行 延寿 评估， 应 先 收集 相关 资料 ， 确定 资料 等级 ， 制定 待 延寿 机组 的 针对性 评估 方案 ； 并 通 过 延寿检查 （ LTI），确定机 组是 否适 合延寿 或是否需要经过一定的 技 改 再 进行 延寿 ，同时 应 分析检查结 果 对机 组寿命 的影响 ； 再通过分析 计算得 到机 组 的 剩 余使用 寿命（ RUL），并依据分析 结果，制定 延寿 期间 检 查 的 内容 、 方法 及 间隔， 在延寿期间 定期对 机 组进行延 寿检查（ LTI） 。 对 机组 的 剩余 使用 寿命 进行 计算 时 ， 应 使用 附录 A 收集 的 外部 条件 资料 ， 依据 GB/T 18710、 IEC61400-1 分析 待 延寿 机组 历史 经历 的 以及 未来 即将 经历 的 外部 条件 情况 ； 并 使用 附录 B 原始 设计 资料 、 第 7 章 延寿 检查 的 结果 ， 在 满足 第 8.3 节 的 要求 下 ， 建立 与 待 延寿 机组 相 匹配 的 仿真 计算 模型 ； 同时 依据 附录 C 运行 状 态 资料 的 要求 ， 分析 获得 待延寿 机组 历史 经历 的 以及 未来 即将 经历 的 运行 状态 情 况 。 在 完成 以上 分析 工 作 后 ， 应 依据 第 8 章 、 IEC61400-1 的 要求 ， 进行 机组 寿命 的 计算 工作 ， 给出 机组 的 剩余 使用 寿命 ， 制定 延寿 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 4页 / 共 24 页 期间 检查 的 内容 、 方 法 及 间隔 。 图 1 延寿 评估 流程 6 资料 准备 6.1 概述 机组 延寿评估时应充分收集相关资料，并依据不同的资料情况制定不同的评估 方法。 资料的 收集工作 宜 至少 在 机组到达设计寿命前 5 年 进行 ，并 进行 相关的 测量 工作 （ 如 ： 风速测量 、载 荷测量 、机组尺寸测量 、加装 SCADA 系统等 ） ，为 后期 的延寿评估做准备 。 资料的收集工作 可 以 至少 在机组到达设计寿命前 3 年进行 ， 并进行相关的测 量 工作 ，为后期的延寿评 估 做准备 。 6.2 资料类别 机组延 寿评 估 时 ， 相关 资料 包 含以 下内 容。 6.2.1 外部条 件 机组 延寿评估 时 应考虑实际 风电场 的外部条件。 外部条件主要包含环境、电气、土壤条件。 环境 条件 可进一步划分为风况和其他环境条件。 一般在风电场 开发之初，会 对外部条件进行测量 和分析。 但早期风 电 场开 发 考虑的外部条件相对有限， 存在一定的 缺失情况 ； 且 随 着 时间的推移，外部 条件 可能 会发生一定的变化，如：障碍物 的变化会 影响 风 电场 风况条件。应对外部条件资料的情 况进 行 分析 ， 判断 其是否满足延寿评估的需求 。 在 没有 近期 测 风 数 据 的 情况 下 ， 宜 在延寿评估 之前，依据 GB/T 18710 进 行 至少 1 年以上的测风 ，并进 行分 析 ， 以 获取必要的 外部 条 件 资料。 应使用外部条件的资 料分析机组历史经历 的外部条件情况 ，并对未来机组 可能 经历的外部条件进行分 析 。 外部条件 资料若满 足附录 A 的要求，则被视为具备 外部条件资料，反之视为不具备 。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 5页 / 共 24 页 6.2.2 原始设计 机组在设计开发 时 ，会依据相关标准规范，进行 原始 设计，涵盖 机组 的 各子系统 ，如控 制和保护 功能、 内部电气系统 、 机械系统 和 支撑结构 ，以及 机组 的 基础和电网条件。 机组 原始 设计 资料 对于 延寿 评估 中 机组原 始仿真 模型的建立、 设计载荷和强度校核结 果的确定 具有重 要意义。 原始 设计资 料若满 足附录 B 的要 求， 则 可 视 为 机 组 具备 原始 设 计资 料， 反之视为不具备。 6.2.3 运行状态 运行状态资料包含机 组及风电场的操作运 行记录、维护记录、 事件及故障日志 、 软件 或部 件变更记录、 SCADA 数据 、 CMS 数据 等记录 机组及风电 场运行 的 历史 文件和 数据 。 通过分析机组及风电场的运行状态资 料，可以确定与延寿评估相 关的长期 或瞬态 事件， 进而 评估其对 机组寿命的影响 。 应对 运行状态 资料的情况进行 分 析 ， 判断 其是否满足延寿 评 估 的 需求 。 如 风电场内的机组未安装 SCADA 和 CMS 系统， 宜 在延 寿评 估 前， 对 风 电场 内的 部分 机组 加装 SCADA、 CMS 系统 ， 进行 1 年以上 的测量，并进行分析 ，以获 取必要的运行状态资料。 应使用 运行状态 资料分析机组历史经历的 运行状 态 情况 ，并对未来机组将经历的 运行状态 进 行分析 。 运行状态资 料若满足附 录 C 的要求，则 被视为具备 运行状态资料，反之视为不具备。 需要 注意的是 ，通 过对 机组运行状 态资料的分 析 ，可 有效识别机组在 历史运行中的不 良情况 ，进而 制 定 针对 性的 技 改 方案 ，将有利于机组的延寿 。 6.2.4 载荷 测量 载荷测 量 可获得更为精准的仿真模型 ，进而得到 更为可靠的 评 估结果 。 载荷 测 量 一 般 可独立于其 他各 类 资料 单 独 进 行。 对于 一个 风电场 ， 应 选取 具有代表性 （ 外部环境 、 机组参数 以及 机组 详细控制参数 等 具有 代表性 ） 的 机组 进行 载荷 测量 。 计划进行 载荷 测量 的机组宜提前 制定测试计划， 载荷测量 应 按 照测试计划进 行 。 测试计划 应 在现有 资 料以 及评估的基础上 按照 IEC61400-13 制定 ， 至少应包括以下内容： a) 测试可行性评估，例如机组或风 场的安全 性，可获 取的状 态信号等 ； b) 测 试 的执 行机 构 ； c) 测试样机的选择 ； d) 测试变 量， 可包含对机 组的 机械载荷、外部 条件、运行 状态等，以及其采样频率 ； e) 测试工况，包括每个工况的测试时间 /次数 ； f) 测试设 备 和测 试系统 的 说明 及 安装位置 ； g) 测试变量的标定方法 ； h) 不确定度分析方法 。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 6页 / 共 24 页 若按照 IEC61400-13 对机组 进 行了 载荷测量 ， 则 视 为具 备 载 荷 测 量 资料 。 对于 已 获 得型式认证的机组，若 待延寿 机组和原 型式认 证机组 的 设计依旧一致， 宜 对 塔架 和 叶片 进行 频率 测试 ， 确定 频率 与 设计 依旧 一致 ， 则 可采用原来的载荷 测量 ， 视为具 备 载荷测量 资料 。 对于 已 获 得 型式 认证的机组 ，若待延寿机 组和原 型 式 认 证 机组的设计存在差异 （ 如 ： 风 电 场 建设初期 实际 机组 与 型式认证机 组已不一致 、风电场运营期对实际机组进 行过改 造 、 机组 发生 了 明显 的 损坏 ） ， 则 应 依据 差异 的情况 ， 参考 IECRE OD501 的 要求 ， 确定 是否 需要 补充或重新 进行载荷测量 ， 并 依 据 IEC61400-13 进行 载荷 测量 后 ， 方可视为具备载荷测量资料 。 以上之外的情况 ， 视 为不具备 载荷测量资料 。 机组 塔 顶位 移测量 、 塔 架净 空测 量 、 振 动加速度测量等 等 不能代替载荷测试， 但可 通过这些 测量结果 与仿真结果的比对 ， 提高 仿真 模型 的精准性 ， 进而 提高 评估结果的可靠 性 ， 宜 在延寿评估前 ， 提前 进行 这 些测量 。 6.3 资料 等级 资料 越完 备，越有利于延寿 评估， 进而 得到越可靠的分析结果 。然 而资 料种 类相对繁多 ，为直观确定 资料的 完备 程度 ，并针对不同的情况 确定延 寿的评估方式，需要对 资料 的 情况划分等级。资料 等级 依据 外 部条件 、 原始 设计 、运行状态、实 际测量 是否 具备 进行 划分 。 表 1 延寿 评估资 料 等 级 划 分 资料等级 外 部 条件 原始设 计 运 行 状态 载荷测 量 A+ √ √ √ √ A √ √ √ × B+ √ √ × √ B √ √ × × C+ √ × - √ C √ × - × D × - - - 备 注 ： √ 具备该类 资料 × 不具备该类资料 - 具备 或者 不具备该类 资料 外部条件对于延寿评估，具有重要意义，在不具备外部条件的情况下，无法通过分析的方法给出机组 可能的 剩余可用寿 命 。 具备 载荷 测量 ， 将 在原有 资料等 级上赋予“ +”标记 。 对于 已完成 设计 、 未建设 的 机组 ， 设计 等级是 其重要 表征 量 ， 以 判断其在 设计寿 命内 ，能否适应 具体 的实 际风电 场 。 对于 已经长期运行 、 待延寿的机组 ，资料等级是其重要表征量 ， 资 料 的 情况直接关系到剩余使用寿 命 分析的结 果及可靠 性 ，并影响延寿期间延寿检查方案的制定 。 延寿评估应 明确机组的资料 等级情况 。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 7页 / 共 24 页 7 延 寿 检查 7.1 概述 在延寿评估前，应 对机组进行 延寿 检查 。 延寿 检查包含对 叶片、轮毂 、机 舱、塔架、基础、螺栓及焊 缝连接、腐蚀、电 气系统、控制及保护系 统的检查。 延 寿 检查 除满足本规范要求外，还 需 满足 国家 现行 相关 标准 规范的 要求 ，并满足风电场自身的运 维技 术要求 。 在延寿评 估前 ， 应 对机 组 进行 延寿 检查 。 经过延 寿评 估 的 机 组 ， 应 依据 第 7、 8 章 确定 延寿 检查 的 方 案 ，包含 ： 检查 内容、 方法 及 时间间 隔 。 延寿 检查，只能 在短期内 确定机组 是否具备 延寿 的必要 条件， 无法确定机 组 的 剩 余 使用 寿命 ， 剩余 使 用 寿命 应 通过第 7、 8 章 的 分析 予以确定。 延寿检查可与机组正常的 运维工作 相结合 。 7.2 叶片 在早期机组所有的部件中 ， 叶 片可能是制约 机组延寿 最主要的部件 之一 。 机组 服役期间 ，叶片 的常见 损伤或缺陷如下： a) 涂层剥落 ； b) 褶 皱 或富树脂缺 陷 ； c) 叶根螺栓出现裂纹或缺失 ； d) 叶片内外表层 的发白、开 裂 和分 层； e) 叶片在 极端湍 流和 风剪切下 可能 会 扫 到塔架，造成叶片 和塔架的损伤； f) 叶 片 避雷系统断线，电阻过大 等问 题； g) 叶尖制动、涡流发生器 、锯齿 尾缘 等功 能部 件失效； h) 叶片表面的腐蚀和污垢 ： 此类情况 导致 叶片 立刻 失效 ，但是 会对机组发电性能造成影响，长期 存 在 也会危害机组安全性 ， 因此，有必要 进行修复或清 理。 叶片检查时 ， 应 对以 上情 况 及相关的 叶片 缺陷、损伤 予以关注 。 7.2.1 叶片概况调查 可以对 同型号 叶片的使 用运行情况进行较详细 的调查， 了解此型 号叶片的良品率，作为 延寿 评估的额 外补充资料，调研区域可以不 限于延 寿风场 。 a) 同型号同一生产厂的叶片损伤情况 ； b) 同型号 同一生 产厂 的叶 片 修补加强情 况 ； c) 同 型 号同 一生产 厂 的叶片 退 役 时间及 原因 。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 8页 / 共 24 页 7.2.2 叶 片 检查方式和范 围 叶片检查包括叶片运行记录检查和叶片现 场检 查 ， 叶片现场 检查 可以 选用人工目视检查 、 人工手持工 具检查 （ 需使用 吊篮 ） 、无人机载工具 、内窥机器人 检查等方式。 叶片 运行记录 检查 ，包 含 ： a) 叶片损伤、维修记录 ； b) 涂层破坏和修复记录、复合材料裸露时长 ； c) 雷击记录 ； d) 实际运 行时间 （安装日 期，运 行时段记录 等） ； e) 叶片设计资 料 ； f) 叶片 认证 证书和报告（可选） ； g) 叶片生产记录 （可选 ） ； h) 其他记录检查 。 叶片 现场检查项目 包括 ： a) 涂层及表面污染 物检查 ； b) 接闪器及避雷 线检查 ； c) 叶根 螺栓 外观 检 查 ； d) 叶片 缺 陷 损伤检 查 ； e) 叶 片 功能部件（叶 尖 制动、 涡流发生器、 锯齿尾缘等） 检查 ； f) 其他 检查 。 若 使用无损检测设备进行详细检查的，可以适当增大延寿 期间 检查的时间间隔。 7.2.3 叶片 检查结果评估 若叶片检查发现以 下情况 ，则视为叶片存在损伤或缺陷 ： a) 主梁 /腹板 /后缘梁 损伤 ； b) 叶根螺栓开 裂 ； c) 前缘涂层破坏，或大范围涂层破坏 ； d) 严重褶皱 缺陷（高 宽比大于 0.1） ； e) 表面污染物附着（对气动性能影响较大 ） ； f) 局部涂层破坏并且范围较小 ； g) 叶片 防雷系统 失效 ； h) 一般褶皱缺陷（高宽比小 于 0.1） ； i) 表面污染 物附着 （对气 动性能 影响较 小） ； j) 叶片 缺陷 或损 伤 难 以修复并预计 会造成风力机组严重损 坏的， 推荐 叶 片退役。 对于 存在损伤或缺陷的叶片， 应予以修复 。 叶片修复方案和结果应通过 第三方 评估。 但 对于 叶片 缺陷 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 9页 / 共 24 页 轻微 、 或 基于现实因素需要 维持原状 的 ， 应 分析其可能对寿命造成的影响 。 防 雷系统出现故障并且 不能修 复的，应出具雷 击 防护方案保证叶 片 及 机组 的 安 全 。 对于不予修复的 情况 ， 应 进行 如下 处理 ： a)-e)损伤 或缺 陷 不修复 的 ， 应 大幅 减 少 剩余可用寿命 及 延寿 期 间的 检查 时间间隔 ； f)-j)损伤或缺陷不修复 的 ， 应 适当减 少 剩余可用寿命 及 延寿 期间的 检查 时间间隔 。 7.3 轮毂 系统 轮毂本身失效的情况相 对罕见， 但一旦失 效， 将会产生 严重 的后 果。轮毂 中电气和 控制 系统需按照 7.9 和 7.10 节进行 检查。 应 对轮毂进行 目视 检查 ， 确认 轮毂 有 无裂纹、涂层脱落 、 生锈 等 现象。对于 涂层 开裂 位置 必要时 应 进 行无损 探伤 检测 。 不连续点状缺陷应符合 GB/T 25390 的要求 。 若 发现 明显裂纹，则 需要考虑更换 或退役。 应 对变桨 系 统 进 行 目视 检查， 确认 齿轮是否有 开裂 、轴 承是 否有开裂 和油脂 是否有 泄露等情况 。 7.4 机舱 机舱的组件 相对较多，对于机舱的检查应重点关注传动系统、主机架及后机架、偏航 系统，另外机舱 中还包含大量 电气 和控制 系统，需按照第 7.9 和 7.10 节进行 检查 。 应 对 机舱 罩 和导流 罩 进行 采用目 视 并辅助以 敲击 的方式 检查 ， 确认 其 内外表面 是否有 裂纹、划伤、腻 子剥落、 鼓包等缺陷， 并 确认 其 与主 体 二次 糊制处 有 无开裂 现象 。 对于存在缺陷的情况 ，应予以修复 。 7.4.1 传动 系统 不同机组的 传动系统构成存在 差异，主要由主轴、主轴承、齿轮箱、机 械刹 车、液 压系统、联轴器、 发电机构 成，部分 机组不完 全具备 以上 部分 构成 ，如 ： 直驱机组无齿轮箱。 应 对主轴及主 轴承进行 ，目视 检查 ，观察 其 表面 是否存 涂层的脱落、腐蚀、划 痕等现象 ， 对可疑 区域 应 进行 无 损探 伤 检测 ， 若 发现 明显裂 纹，则可能需要考虑更换 或退役 。主轴承的润滑应 基本 良好 ，主轴承 的内圈可能存在微动的磨损， 采用目视 检 查 的方式可能无法检查 到所有的裂纹或腐蚀， 宜 对其 进行 无损探 伤 检测 。 齿轮箱的损坏， 一般是内部 零件的损坏， 应 使 用内窥镜对齿轮箱进行检查， 对于缺陷严 重的情况 ， 宜 开箱拆检 检查 。 应检查齿 轮箱的油液情况 ， 判断其是否 满足维护手 册规定的要求 ，不满足的情况下应及时 予以更换 。 机械刹车是安全链的执行停机动作的重要一环，应对其进 行目视检查确认其是否有明显 磨损 或裂纹 ， 检测 刹车片与制动盘 间隙 是否 符合 维护 手册 的要求 。 液 压系统是机械刹车的动 力来源，是安全链的 重要组成 ， 应 对 液压泵 采用 目视检查 ，确认其 外观是否 正常，管路是否正常，是否存在 泄露，同时 应 测量 液压泵 压力是否足够。 联轴器的断裂，会使机组直接失去发电机扭矩 ，可能产生超速 事件，应对其进行 目视检查，确认其是 否有明显的裂纹 ， 同时观察其滑 移状态 ； 并 对间隙进行检测 ，需满足维护手册 要求 ； 检查 膜片 是否有 异常 。 发电机的检查内容见 7.9 节的要求， 应 包含发电机对中的检测。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 10页 / 共 24 页 CMS 系统 结合数据分析， 在一 定程度上可以用于识别 故障 ， 如 机组未安装该系统， 宜 在延寿评估 前， 对风 电场 内的部 分机组加装 CMS 系统 ，进行至 少 1 年以 上的 测量 。 7.4.2 主机架及后 机架 主机架及后机架是机舱的主要承载部件， 危险部位 一般出现在主机架及后机架焊接和螺栓 连接上。 应 对 主机架及后机架 进行 目视检查 ， 确认其 表面 是 否 裂纹、涂层 是否 脱落 、焊缝 是否有 裂纹 和 掉渣等现象。 对可疑区域 应 进 行 无损探伤 检测 ，不连续点状缺陷应符合 GB/T 25390 的 要求 。 若 发 现 明显裂纹，则可能需 要考虑更换 或退役。 7.4.3 偏航系统 偏航系统 包含偏航驱动 电机、偏航齿轮箱、偏 航 轴承、偏航制动盘等部件。 应 对偏航 系统进行 目视 检查， 确 认其 齿轮 、轴承、 制动 盘 的 磨损 和裂 纹、扭缆保护磨损 、 是 否漏油 等 情况 。 7.5 塔架 塔架包含焊缝、法兰、筒体、门框、爬梯和平台等部分。 塔架的检查 包含以下部分： a) 塔架倾 斜度 不应大于 8mm/m，其中由 于基础不均匀沉降导致的塔架倾斜应不大于 3mm/m；其它 原 因造成的塔架倾斜不应大于 5mm/m； b) 台阶、爬梯、 电缆支架与塔 架 连接 是 否 牢固 ，支架 有 无脱 焊、螺栓 是 否 松动 ； c) 平台与塔架连接牢固，有无脱焊、螺栓松动现象，平台人孔盖板连接牢 固，无螺栓松 动，平台吊 物孔 、 电梯 孔有防跌落栏杆； d) 涂层表面 有无 裂纹、 剥 落、针孔、起皱、起 泡等现象 ； e) 目视 检查 塔架焊缝 有无 裂纹、 涂层 脱落 和 锈蚀 等缺陷，对 涂层 开裂 区域 必要时 应 进行 无损探伤 检 测 ， 若 发现 明显裂纹，则 需要考虑更换 或退役。 7.6 基础 陆上基 础重点关注基 础与塔架 连接附近的裂缝， 应 对裂缝的长度进行定期测量，判断其是否 在合理范 围内。 同时应对基础的混凝 土强度 、 水平度进行检测 ， 并对基础的沉 降观测数据进行分 析 。 宜对基础内部 的 密实 度进行无损 探伤检测 。 海上基础的形式相对较多：如单桩、重力桩、三脚架、桁架等。 应重点 海上基础的腐蚀、基础和塔底 的连接、海床冲刷 情况 。 腐蚀会降 低钢结构的疲劳强度 ，海 上基础 一般会采用 阴极保护 以及 涂层 进行 防腐。需 要对 这些防腐 措 施 进行检查 ，确认是否可继续使用，并确定其更换的时间间隔。对于海面以上的腐蚀采用目视检查即可， 而对于海 面以 下的腐蚀，可能需要水 下机器人或其他手段进行。对于 超出容许范围的 腐蚀 应予以 修复。 CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 11页 / 共 24 页 不同的基础形式 ，其 基础与塔底的连接 连 接方式也不一致， 应 关注连接处的磨损是 否严重、连接 是否 有效。 海床的冲刷 会影 响海上 基础原有的地基刚度，严重时会造成基础的倾斜， 宜 采用水下机器人或其他手 段对海床冲刷的情况进行检查并分析 评估，以确定海床条件 是否 满足机组的结构完整性要求。 宜 在海床冲 刷严重的地区，对海床 冲刷 进行 实时 的监测。 7.7 螺 栓及焊缝连接 机组 的连接主要由螺栓和焊缝进行连接。 7.7.1 螺栓连接 螺栓 连接对 机组安全性 有 重要影响 ， 其中塔架法兰的螺栓 连接 、叶片与轮毂的螺栓连接 、轮毂与主轴 螺 栓连接、前后机架螺栓连接、轴承座与主机架连接、齿轮 箱弹性支撑与主机架连接以及机架与塔架 螺栓 连接等都 需要重点关注。 应对 螺 栓 采用目视检 查的方式， 确认 螺栓 有 无表面腐蚀、损伤、缺失及松动情况 。 应依据维护手册对 螺栓力矩进行检测 。 同时 应 采用 无损探伤的方式 至少 对 10%的 螺栓 进行检测 ， 若 发现裂 纹， 应及时更换 螺 栓 ； 若 在寿命期内螺 栓更换较 多 、 或 检查时发现有螺栓裂纹等 问题 ， 应 增加 检测 的 比例 。 宜 对 变桨 螺栓的 预紧力进 行测试 ，判断 变 桨螺栓 预紧 力是否 符合 设计要求 。 7.7.2 焊缝连接 焊 缝连接主要失效模式是腐蚀和裂纹，应对其进 行目视检查， 并 采用 无损探伤 的方式对焊缝进行检测 。 若 发现 裂纹，应及时 修复 。 7.8 腐蚀 在没有 防 腐 保护（如：阴极保护 或者 油漆 防腐 ）的情 况下，钢材上一般都 会发生腐蚀，腐蚀会降低钢 材的厚度。 叶片轴承腐蚀，可能导致密封件的磨损 ；轴承 微 动腐蚀，可能导致主 轴承、变速箱轴承、轴承座的剧 烈 振动。 应 对 轴承 表面 的 腐蚀 进行目 视 检查 ， 发现后应予以修复处理，但轴承的微动腐蚀一 般无法通过目 视检查发现， 应 采用无 损探伤方式 来进行 检测 。 7.9 电气 系统 延寿 评估不但需 要关 注机组的结构完整 性外 ，还应关注机组正常发电能力，电气系统 的检查是其中的 必要条件 ， 电气系统的检查应重点关注电气故障及火灾 。 失效的电气 系统可能对机组造成严重 的损坏（如：安全功能失效、发电机 短路、变流 器烧毁导致机舱 起火等） 。在进行延寿决定前，应对电气故障的可 能性进行量化。在依据维护手册对 电 气 部件 进行更换的同 时 ，针对风险较大的电气件也应予以 更换。 延寿风力发电机组 电气系统需 要注意以 下风险： CGC/GF 149:2020 风力发电机组 延寿技术规范 第 12页 / 共 24 页 a) 非预期的电阻和电流的组合产生大量热量的风险； b) 发电机和变流器组 合构成的风 险； c) 框架断路器 磨损 形成的风 险； d) 安装 在机舱内部 变压 器构成的 放电 风险 。 延寿风力发电机组电气系统需要进行以下 检查： a) 发电机绝缘系统和轴承检查，必要时进行测试和计算； b) 断路器 和空气开关 触 点的磨损检查； c) 电容器 的检查， 宜 可对 变流器内部的支撑电 容和变桨系 统的 电容器 状态 进行监控 ； d) 后备 电源 的 检查 ； e) 电缆扭缆部分的检查，必要时可对电 缆进行额外的扭 缆试验； f) 电气设备连 接部位检查 ， 连接线缆的检查 ，尤其是漏油部位下方电缆 /线 ； g) 安装 在机舱上部的箱变的检查，必要时 进行局部放电试验； h) 外部防雷系统的 检查，包 含接闪器、引下线及等电位连 接带 ，尤其是旋转部位连接部件 ； i) 接地系统检查， 以及接地电 阻测试 ，必要时进行土 壤电阻率 的测试 ； j) 滑环部位 检 查 ； k) 各传感器和控制柜 及 内部元器件 的检查 。 7.10 控制及 保护系统 控制及保护系统的失效 ， 会导致 机组的倒塌 、飞车等事故 。 在保 证 机组的电 气系统有 效的前提下，应 对机组进行功能 性测试，包含机组的切入、额定、额定以上风速下的正常发 电、额定及额 定以上风速下的 所有停机 策略（包括安全链级别的停机） 、 偏航 情