突发！河南一高百米“大风车”倒塌，深度了解风电行业的隐痛
河南安阳境内一处风力发电的“大风车”在风中倒塌了！
图源网络
4月11日深夜，河南省安阳市内黄县马上乡天下着雨刮着风，突然一处高约140米的风力发电机塔筒向西倾斜随之倒塌在田地里，塔身上标有“华润电力”的字样，折断处距离地面大约30米，所幸没有砸到人。可能是什么原因造成的呢？我们来深度聊聊这个项目。
类似的风机塔身倒塌事故其实此次河南安阳的风机倒塌并不是孤例，近些年不论国内还是国外，此类事故层出不穷。
比如2019年4月12日下午，民勤航天新能源投资股份有限公司在对甘肃民勤周家井风电场进行定期检修工作时，一台风机塔筒突然倒塌，结果导致4人不幸遇难、2人一轻伤一重伤。
民勤周家井风电场事故
民勤周家井风电场事故
还有2017年12月2日，宁夏大水坑风电场中的DF05-07风机塔身倒塌，结果发电机组损毁严重。
宁夏大水坑风电场事故
2017年7月25日下午1点左右，大唐集团在西部整装开发建设的两个200兆瓦风电项目之一——淖毛湖风电场发生一起重大风电机组倒塌事故。
大唐淖毛湖风电场事故
不仅国内，国外也是如此，比如在美国，2019年5月21日俄克拉荷马州的Chisholm View 2号风场也发生了风机塔身倒塌事故，一台通用电气2.4兆瓦风机拦腰倒下。
美国Chisholm View 2号风场事故
内黄县分散式风电项目早在2017年，河南省项目审批部门就下达了全省十三五期间开发分散式风电的方案，其中就包括此次事故中涉及到的内黄县分散式风电项目。
这个项目的全称是：华润电力内黄县润电30MW分散式风电项目（以下简称该项目），项目业主单位是华润新能源（内黄）有限公司，成立于2017年1月6日，经营范围包括：太阳能、风能资源开发，太阳能、风能电站的建设、运营及销售电能，提供太阳能、风能电站建设、运营技术服务。
河南省本身属于风能资源贫乏区，全省年平均风功率密度均在3.9~46.5W/㎡，各地相差比较悬殊，没有大范围可以进行经济技术开发利用的风能资源，但在局部有利地形区，风能资源具有较好经济开发利用价值。全省有四个较明显的风能丰富区，其中之一是从安阳向南至新乡、延津有一个南北向带状的风能丰富区，年平均有效风能密度在100～200W/㎡左右，年均有效风能时数在3500～4500小时。据报道：河南内黄县位于豫北平原上，被夹在南北向的太行山脉和沂蒙山系之间，属暖温带半湿润大陆性季风气候，盛行南北季风。
该项目位于河南省安阳市内黄县东部及南部马上乡、城关镇、后河镇、亳城乡境内。场址中心点经纬度为北纬35°53'57.41'，东经114°54'36.42'，距安阳市直线离约51公里，距鹤壁市约59公里，距濮阳市约20公里。规划装机规模为30兆瓦，风电场本期共采用8台3300千瓦和1台3600千瓦风电机组。
项目位置示意
业主单位在2021年4月20日完成该项目的“主体及集电线路工程”施工招标，由中国能源建设集团西北电力建设甘肃工程有限公司中标，工程范围包括地基处理、风机和箱变基础、风机和塔筒吊装及箱变安装、防雷接地，塔筒、风机设备的二次倒运等施工。这里面就有此次事故中的涉事风机塔筒。
业主单位在2021年6月16日完成该项目“塔筒设备采购”招标，由甘肃建投新能源科技股份有限公司中标，负责按要求制作8台对应浙江运达WD164-3300风机和1台浙江运达WD164-3600风机的塔架、法兰、塔内结构件等。随后中标单位在其河北省南宫基地承制该项目的风电塔筒，并分两批制作完成，该基地还同时承担着华润和顺牛川20MW分散式风电项目、华润电力平桥王店20MW分散式风电项目的塔筒制作。
中标单位风电塔筒制作过程示意
中标单位风电设备事业部在甘肃本地的基地一直承制1.0MW~3.0MW风电塔筒的加工制造，拥有6条塔筒生产线，年产能达200套，近些年的风电塔筒业绩包括青海乌兰茶卡项目、甘肃民勤红沙岗项目、宁夏盐池麻黄山项目、宁夏银新能源大战场项目和大水坑等项目。
该项目的主体施工由中国能源建设集团西北电力建设甘肃工程有限公司物流公司来负责，主要是承担9台风机（包含8台单机容量为3.3兆瓦、1台3.6兆瓦风力发电机组）及箱变基础、箱变安装、风机及塔筒安装、集电线路工程等。项目在2021年5月24日正式开工。
物流公司内黄项目垫层浇筑
业主单位在2021年7月20日办结该项目的《建设项目选址意见书》，涉及6个乡镇22个行政村，用地面积为10677㎡。
2021年10月8日，该项目首台风机吊装成功。
2021年12月2日，该项目首台风机并网发电。
2022年1月2日，该项目风机吊装全部完成。
2022年1月21日，该项目全容量并网发电。
2022年4月11日，该项目其中一台风机塔身倒塌。
风机塔筒为何爱倒塌？据报道：此次华润内黄风电项目中涉事风机为3.3MW-164机型，叶轮直径164米，塔筒高140米，大约在2021年11月安装完成。
风机塔筒包括桁架式、钢管拉索式、锥管式、混凝土式等结构形式。在风电机组运行中，塔筒主要起到支撑风力发电机组，吸收风力发电机组的振动的功能，所以塔筒的制造质量关系着整个机组的运行安全。可见，塔筒是风电生产过程中的一种重要设备，高度高、直径大，而且难以运输，所以风电塔筒一般是先进行分段制作，运输到施工现场之后再进行安装。
在一份近些年国内外风电机组倒塌事故统计表中，列出了事故时间、涉及项目及事故原因。比如，2010年大唐左云风电项目风机倒塌事故就是由于塔筒使用的法兰低温冲击韧性离国标要求相差甚远，现场螺栓紧固施工也未按要求施工。再有2016年大唐山西偏关水泉风场项目14号风机倒塌则是由于风机振动值严重超标，引起法兰疲劳开裂，最终导致风机倒塌。还有2017年加拿大格朗代唐某风电场机组倒塌事故，则是由于遭遇了极端阵风。可见，这些风机倒塌事故中找不到共性原因，都是孤例，所以每台风机倒塌都要对事故进行具体的分析才能拿出科学准确的原因来。
图源：席菁华
随着我国风电市场向低风速地区转移，很多风力发电业主单位开始跑马圈地，占领市场，而这些地区的地形有的又比较复杂，有时气象灾害频发，当大气湍流强度比较大时，风电机组振动较高，导致风机在实际出力过程中可靠性降低出现问题。不仅如此，由于在低风速地区往往地域宽广，由于又是分散式发电，如果规模较大则机组点位特别分散，给后期运维也增加了难度。
有我国风电行业调研显示，风电机组之所以频频出现倒塌事故，与质量控制弊病、低价竞争、原材料质量把控不严、风电场监管缺失、技术人员流失都有相关性。
比如，由于国家前些年对可再生能源发电补贴十分慷慨，结果国内不论是风电机组整机还是部件产能出现过剩，由此就会引发价格战，从而把行业带入低价无序竞争的死循环。而有些风电企业为了在激烈的竞争中求生存，保证利润空间就可能使用成本偏低的部件，结果在低价中标的市场氛围中“劣币驱逐良币”的现象不再稀奇。而且面对风力发电上网电价的压力，风电行业只能把电度成本一压再压，把压力向下传导到机组零部件质量，乃至吊装、维护和风场监管等环节。这些都可能是引发风机倒塌事故的直接原因。
不仅如此，有些风力发电企业业主对风机、关键部件供应商技术人员的依赖性太大，尤其在质保期内，业主单位对风机的运维参与度不高。还有些项目在出质保期后，备品备件供应不及时；有些风电项目还可能以低价中标的方式把运维工作外包，而外包单位为了追求利润，往往对技术人员的培养力度不够、薪资压低，结果导致承担风电机组维修这种高技术、高强度、高危险工作的技术人员不断流失，出现断层，也给事故频发埋下了隐患。
风机塔筒制造的质量控制塔筒制造质量监督以主机厂技术规范、标准规范、设计图纸和风机塔筒合同要求为准，而风机塔筒采购合同中的技术条款也是以主机厂技术规范作为参考。风机塔筒制造质量监督工作主要针对前期资料监督、原材料质量监督、过程质量监督、成品质量监督等四个方面开展。
①前期资料监督内容：企业资质、无损检测单位和人员资质、第三方试验室和人员资质、焊接操作人员资质、焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、防腐工艺规程、质量控制措施等。
②原材料质量监督内容：钢板、门框板、法兰、焊接材料、油漆、紧固件。主要对供货商、质量证明书、复验报告（力学性能和化学元素分析）、外观质量及尺寸、无损检测等开展监督。
③过程质量监督内容：主要对下料、组对、焊接、筒体尺寸、无损检测、防腐、内附件安装等，尤其注意的是焊接过程。风电塔筒的结构为圆柱或圆锥，在风电塔筒的生产过程中，需要对每一节塔筒进行焊接且工作量较大，为保证其生产质量与制作进度，一般都是采用埋弧自动焊工艺。
④成品质量监督内容：标识、包装、支撑、装车。
风机塔筒安装的质量控制对塔架安装的质量进行控制时，塔架的中上段要按照双机抬吊的方法依次进行安装，对正塔内直梯，将塔架紧固连接，然后再使用连接板连接起各段间直梯，再使用钢丝绳进行固定。
华润电力内黄县30MW分散式风电项目出现的塔筒倒塌事故，到底是什么原因造成的，还有待官方调查机构进行专业的调研分析，才能给出明确的答案。但是在风力发电行业大干快上、跑马圈地的现状下，行业之痛也不得不需要行业内部人士揭示出来，就如当前国家提到的建立统一的大市场，风电行业也应如此。
参考：
《风机塔筒质量监督及控制要点分析》，李贵宪
《风机倒塔事故为何频发?》席菁华
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