突發！河南一高百米“大風車”倒塌，深度了解風電行業的隐痛
河南安陽境内一處風力發電的“大風車”在風中倒塌了！
圖源網絡
4月11日深夜，河南省安陽市内黃縣馬上鄉天下着雨刮着風，突然一處高約140米的風力發電機塔筒向西傾斜随之倒塌在田地裡，塔身上标有“華潤電力”的字樣，折斷處距離地面大約30米，所幸沒有砸到人。可能是什麼原因造成的呢？我們來深度聊聊這個項目。
類似的風機塔身倒塌事故其實此次河南安陽的風機倒塌并不是孤例，近些年不論國内還是國外，此類事故層出不窮。
比如2019年4月12日下午，民勤航天新能源投資股份有限公司在對甘肅民勤周家井風電場進行定期檢修工作時，一台風機塔筒突然倒塌，結果導緻4人不幸遇難、2人一輕傷一重傷。
民勤周家井風電場事故
民勤周家井風電場事故
還有2017年12月2日，甯夏大水坑風電場中的DF05-07風機塔身倒塌，結果發電機組損毀嚴重。
甯夏大水坑風電場事故
2017年7月25日下午1點左右，大唐集團在西部整裝開發建設的兩個200兆瓦風電項目之一——淖毛湖風電場發生一起重大風電機組倒塌事故。
大唐淖毛湖風電場事故
不僅國内，國外也是如此，比如在美國，2019年5月21日俄克拉荷馬州的Chisholm View 2号風場也發生了風機塔身倒塌事故，一台通用電氣2.4兆瓦風機攔腰倒下。
美國Chisholm View 2号風場事故
内黃縣分散式風電項目早在2017年，河南省項目審批部門就下達了全省十三五期間開發分散式風電的方案，其中就包括此次事故中涉及到的内黃縣分散式風電項目。
這個項目的全稱是：華潤電力内黃縣潤電30MW分散式風電項目（以下簡稱該項目），項目業主單位是華潤新能源（内黃）有限公司，成立于2017年1月6日，經營範圍包括：太陽能、風能資源開發，太陽能、風能電站的建設、運營及銷售電能，提供太陽能、風能電站建設、運營技術服務。
河南省本身屬于風能資源貧乏區，全省年平均風功率密度均在3.9~46.5W/㎡，各地相差比較懸殊，沒有大範圍可以進行經濟技術開發利用的風能資源，但在局部有利地形區，風能資源具有較好經濟開發利用價值。全省有四個較明顯的風能豐富區，其中之一是從安陽向南至新鄉、延津有一個南北向帶狀的風能豐富區，年平均有效風能密度在100～200W/㎡左右，年均有效風能時數在3500～4500小時。據報道：河南内黃縣位于豫北平原上，被夾在南北向的太行山脈和沂蒙山系之間，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，盛行南北季風。
該項目位于河南省安陽市内黃縣東部及南部馬上鄉、城關鎮、後河鎮、亳城鄉境内。場址中心點經緯度為北緯35°53'57.41'，東經114°54'36.42'，距安陽市直線離約51公裡，距鶴壁市約59公裡，距濮陽市約20公裡。規劃裝機規模為30兆瓦，風電場本期共采用8台3300千瓦和1台3600千瓦風電機組。
項目位置示意
業主單位在2021年4月20日完成該項目的“主體及集電線路工程”施工招标，由中國能源建設集團西北電力建設甘肅工程有限公司中标，工程範圍包括地基處理、風機和箱變基礎、風機和塔筒吊裝及箱變安裝、防雷接地，塔筒、風機設備的二次倒運等施工。這裡面就有此次事故中的涉事風機塔筒。
業主單位在2021年6月16日完成該項目“塔筒設備采購”招标，由甘肅建投新能源科技股份有限公司中标，負責按要求制作8台對應浙江運達WD164-3300風機和1台浙江運達WD164-3600風機的塔架、法蘭、塔内結構件等。随後中标單位在其河北省南宮基地承制該項目的風電塔筒，并分兩批制作完成，該基地還同時承擔着華潤和順牛川20MW分散式風電項目、華潤電力平橋王店20MW分散式風電項目的塔筒制作。
中标單位風電塔筒制作過程示意
中标單位風電設備事業部在甘肅本地的基地一直承制1.0MW~3.0MW風電塔筒的加工制造，擁有6條塔筒生産線，年産能達200套，近些年的風電塔筒業績包括青海烏蘭茶卡項目、甘肅民勤紅沙崗項目、甯夏鹽池麻黃山項目、甯夏銀新能源大戰場項目和大水坑等項目。
該項目的主體施工由中國能源建設集團西北電力建設甘肅工程有限公司物流公司來負責，主要是承擔9台風機（包含8台單機容量為3.3兆瓦、1台3.6兆瓦風力發電機組）及箱變基礎、箱變安裝、風機及塔筒安裝、集電線路工程等。項目在2021年5月24日正式開工。
物流公司内黃項目墊層澆築
業主單位在2021年7月20日辦結該項目的《建設項目選址意見書》，涉及6個鄉鎮22個行政村，用地面積為10677㎡。
2021年10月8日，該項目首台風機吊裝成功。
2021年12月2日，該項目首台風機并網發電。
2022年1月2日，該項目風機吊裝全部完成。
2022年1月21日，該項目全容量并網發電。
2022年4月11日，該項目其中一台風機塔身倒塌。
風機塔筒為何愛倒塌？據報道：此次華潤内黃風電項目中涉事風機為3.3MW-164機型，葉輪直徑164米，塔筒高140米，大約在2021年11月安裝完成。
風機塔筒包括桁架式、鋼管拉索式、錐管式、混凝土式等結構形式。在風電機組運行中，塔筒主要起到支撐風力發電機組，吸收風力發電機組的振動的功能，所以塔筒的制造質量關系着整個機組的運行安全。可見，塔筒是風電生産過程中的一種重要設備，高度高、直徑大，而且難以運輸，所以風電塔筒一般是先進行分段制作，運輸到施工現場之後再進行安裝。
在一份近些年國内外風電機組倒塌事故統計表中，列出了事故時間、涉及項目及事故原因。比如，2010年大唐左雲風電項目風機倒塌事故就是由于塔筒使用的法蘭低溫沖擊韌性離國标要求相差甚遠，現場螺栓緊固施工也未按要求施工。再有2016年大唐山西偏關水泉風場項目14号風機倒塌則是由于風機振動值嚴重超标，引起法蘭疲勞開裂，最終導緻風機倒塌。還有2017年加拿大格朗代唐某風電場機組倒塌事故，則是由于遭遇了極端陣風。可見，這些風機倒塌事故中找不到共性原因，都是孤例，所以每台風機倒塌都要對事故進行具體的分析才能拿出科學準确的原因來。
圖源：席菁華
随着我國風電市場向低風速地區轉移，很多風力發電業主單位開始跑馬圈地，占領市場，而這些地區的地形有的又比較複雜，有時氣象災害頻發，當大氣湍流強度比較大時，風電機組振動較高，導緻風機在實際出力過程中可靠性降低出現問題。不僅如此，由于在低風速地區往往地域寬廣，由于又是分散式發電，如果規模較大則機組點位特别分散，給後期運維也增加了難度。
有我國風電行業調研顯示，風電機組之所以頻頻出現倒塌事故，與質量控制弊病、低價競争、原材料質量把控不嚴、風電場監管缺失、技術人員流失都有相關性。
比如，由于國家前些年對可再生能源發電補貼十分慷慨，結果國内不論是風電機組整機還是部件産能出現過剩，由此就會引發價格戰，從而把行業帶入低價無序競争的死循環。而有些風電企業為了在激烈的競争中求生存，保證利潤空間就可能使用成本偏低的部件，結果在低價中标的市場氛圍中“劣币驅逐良币”的現象不再稀奇。而且面對風力發電上網電價的壓力，風電行業隻能把電度成本一壓再壓，把壓力向下傳導到機組零部件質量，乃至吊裝、維護和風場監管等環節。這些都可能是引發風機倒塌事故的直接原因。
不僅如此，有些風力發電企業業主對風機、關鍵部件供應商技術人員的依賴性太大，尤其在質保期内，業主單位對風機的運維參與度不高。還有些項目在出質保期後，備品備件供應不及時；有些風電項目還可能以低價中标的方式把運維工作外包，而外包單位為了追求利潤，往往對技術人員的培養力度不夠、薪資壓低，結果導緻承擔風電機組維修這種高技術、高強度、高危險工作的技術人員不斷流失，出現斷層，也給事故頻發埋下了隐患。
風機塔筒制造的質量控制塔筒制造質量監督以主機廠技術規範、标準規範、設計圖紙和風機塔筒合同要求為準，而風機塔筒采購合同中的技術條款也是以主機廠技術規範作為參考。風機塔筒制造質量監督工作主要針對前期資料監督、原材料質量監督、過程質量監督、成品質量監督等四個方面開展。
①前期資料監督内容：企業資質、無損檢測單位和人員資質、第三方試驗室和人員資質、焊接操作人員資質、焊接工藝評定報告、焊接工藝規程、防腐工藝規程、質量控制措施等。
②原材料質量監督内容：鋼闆、門框闆、法蘭、焊接材料、油漆、緊固件。主要對供貨商、質量證明書、複驗報告（力學性能和化學元素分析）、外觀質量及尺寸、無損檢測等開展監督。
③過程質量監督内容：主要對下料、組對、焊接、筒體尺寸、無損檢測、防腐、内附件安裝等，尤其注意的是焊接過程。風電塔筒的結構為圓柱或圓錐，在風電塔筒的生産過程中，需要對每一節塔筒進行焊接且工作量較大，為保證其生産質量與制作進度，一般都是采用埋弧自動焊工藝。
④成品質量監督内容：标識、包裝、支撐、裝車。
風機塔筒安裝的質量控制對塔架安裝的質量進行控制時，塔架的中上段要按照雙機擡吊的方法依次進行安裝，對正塔内直梯，将塔架緊固連接，然後再使用連接闆連接起各段間直梯，再使用鋼絲繩進行固定。
華潤電力内黃縣30MW分散式風電項目出現的塔筒倒塌事故，到底是什麼原因造成的，還有待官方調查機構進行專業的調研分析，才能給出明确的答案。但是在風力發電行業大幹快上、跑馬圈地的現狀下，行業之痛也不得不需要行業内部人士揭示出來，就如當前國家提到的建立統一的大市場，風電行業也應如此。
參考：
《風機塔筒質量監督及控制要點分析》，李貴憲
《風機倒塔事故為何頻發?》席菁華
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