海上风机远程自动除湿工艺

张广杰

（中交第三航务工程局有限公司江苏分公司，江苏 连云港 222042）

海上风机远程自动除湿工艺

张广杰

（中交第三航务工程局有限公司江苏分公司，江苏 连云港 222042）

海上风电机组在现场安装完成后，直至送电之前的较长一段时间，均面临着一个同样的问题：在强湿度强盐雾的海洋环境下，风电机组内部电气的防护问题。一般的解决方案均考虑外部发电机组往风机塔内供电，使塔架机舱内持续保持一定的湿度环境或压力环境，以抵御外部海洋盐气。本文介绍了一种远程自动除湿工艺：通过无线网络的远程控制功能，在岸基电脑（或手机）的操作界面上控制海上各台风电机组外部除湿发电机组的启制动，并通过布置于塔内的湿度传感器传输的数据，实现远程控制发电机组的除湿运行。

海上；风机；远程；自动；除湿

1 工程背景

江苏响水近海风电场项目位于响水县灌东盐场、三圩盐场外侧海域，风电场中心与岸线最近点的直线距离约10km。项目总装机容量为202MW，布置37台西门子4.0MW风机和18台金风3.0MW风机，风机行内间距650m～1300m，行间距1200～1500m。

图1 风机平面位置布置图

2 风机相对湿度要求

西门子风机厂家技术要求：西门子风机技术手册ZWI1034214要求，风机在送电前或停机超过15d，必须保证有移动式发电机来保证除湿机的正常工作；发电机的燃油储备必须大于三周；除湿湿度设置为40%。

金风风机厂家技术要求：根据金风海上机组掉网操作手册要求，风机在各组装调试阶段超过24h，则需要为机舱和塔筒内的除湿机提供24h临时电源，启动除湿机并设定启动湿度为40%。

由上述要求可知，各风机供应商对风机安装、调试过程中的除湿工作都十分重视，该阶段的除湿工作将直接影响风机机组是否能稳定可靠工作，对风机后续保养也有着不可忽视的影响。

风电机组要求塔筒和机舱内部相对湿度不大于40%。

3 人工除湿工艺介绍及存在不足

采用人工除湿方式时，施工方需配置移动电站，每天给每台安装好的机组内供电，以供应机组内的除湿机进行一定的时间的除湿，保证机组内相对湿度不大于40%。

项目部先期购置6台10 kW小型发电机组供风机调试前除湿工作。但由于未能完全考虑到海上作业的特殊条件，在除湿工作中遇到许多问题，造成除湿工作的展开较为困难同时消耗了大量的人力物力。

人工除湿工艺的不足：

（1）发电机油箱容积较小，无法保证除湿工作的连续进行；

（2）由于需要反复的加油、维护，需派出专人及专用交通船对各发电机组进行油料补充及维护保养工作；

（3）发电机工作状态的不可知性，到达现场前无法判定除湿工作的工作状态；

（4）受天气影响大，在恶劣海况季节和台风期间，施工船舶无法驶入现场去完成该项工作；

（5）安全风险高，由于需要反复上下承台，对施工人员及船机设备有着相应的要求，对安全工作的展开也提出了较高的要求。

为此需寻求一种能够实现自动无人值守且可以全天候除湿的方式。

基于上述背景，并依托在建的响水海上风电项目的实际需求，探索研究出了一种海上风电机组远程自动除湿工艺。

4 远程自动除湿工艺

4.1 远程自动除湿工作原理

海上远程自动除湿通过无线网络的远程控制功能，在岸基电脑（或手机）的操作界面上控制海上各台风电机组外部除湿发电机组的启停制动，并通过布置于塔内的湿度传感器传输的数据控制发电机组的自动除湿运行。

图2 远程自动除湿工作原理图

发电机组运行期间的远程值守，通过水温传感器、机油压力传感器、输出电压、油箱液位计等采集信号，无线网络传输到岸基接收装置上，并实时显示到操作界面上。

图3 岸基接收装置操作界面

4.2 远程自动除湿配套设备

用于发电机组的远程值守数据采集、转换、发送、接收及操作指令的发送、接收、转换、执行等软硬件委托科研单位研制。项目部负责选购适应海上环境的全密闭发电机组、储备一个月除湿燃油的油箱、海上无线信号增强装置等的现场安装。

图4 全密闭发电机组

4.3 远程自动除湿效果

首两套发电机远程监控系统于2016年1月25日安装调试完成并投入使用，直至2月19日首次现场维护，期间出现通讯中断2次，启动异常报警1次，稳定性基本达到设计要求。风机内部湿度监控仪显示，在发电机启动期间，平均湿度从60%下降至33%～34%，效果较好。该系统自投入使用以来，海上除湿工作进展较为连续、顺利，达到了预期的设计目的，能够满足海上风机除湿的要求，得到了业主与设备方的肯定。

图5 海上无线信号增强装置

4.4 远程自动除湿工艺经济效益分析

该系统投入使用前根据现场工作需求，需配备交通船一条，用于发电机加油及启停操作，依目前配备的交通船“桦润1888”进行效益分析：

（1）人工除湿费用

交通船主机功率为600kW，每天往返航行工作时间约为9h，平均每月工作天数为26d，因此工艺改进前交通船所用燃油费用为：600×0.16×9×26×5.3=11.9万元，华润1888月租金约为8万元/月。按工程剩余时间8个月计，共需燃油船机总费用为159.2万元。此外还需专配发电机管理人员一名，随船进行相关操作，有一定的安全风险。

（2）远程自动除湿费用

系统投入使用后，交通船仅需每月前往一次为油箱加油，交通船燃油费用为600×0.16×9×5.3=4579元，8个月共计3.6万元，且交通船不需专配，随现场交通船即可完成加油作业，不占用船机资源。自动除湿配套设备投入费用约为40万元。

综上，仅该项目剩余工期内，该系统便可节约成本115万元左右，且该系统属循环利用项目，后期仍可投入其他作业，经济性非常可观。

5 结束语

海上风机除湿远程自动除湿在发电机启动期间，平均湿度从60%下降至33%～34%，效果较好。该系统自投入使用以来，海上除湿工作进展较为连续、顺利，达到了预期的设计目的，能够满足海上风机除湿的要求，同时海上风机除湿远程自动除湿工艺与人工除湿工艺相比较，在安全、成本、低碳环保等方面具有明显的优势，得到了业主与风机厂家的肯定，未来将在风机建设领域广泛推广应用。

U224.5

A

1006—7973（2017）10-0064-02

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.10.028