風電行業(yè)安全生產(chǎn)特征與對策

時間:2022-10-17 02:47:46

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風電行業(yè)安全生產(chǎn)特征與對策

1事故情況分析

1.1事故總數(shù)

據(jù)2012年的凱思內(nèi)斯風電場信息論壇(CWIF)報道,截止2012年12月31日,經(jīng)過媒體報道和官方信息渠道確認,全球風電行業(yè)事故共1326起,但是暴露出來的事故可能只占到實際事故數(shù)量的9%[6]。不過這些事故還是有綜合性與代表性,能反映行業(yè)事故的構(gòu)成和發(fā)展趨勢。1993-1997年期間,平均每年約發(fā)生8起事故,1998-2002年期間,平均每年約發(fā)生33起事故,2003-2007年期間,平均每年發(fā)生80起事故,2008-2012年期間,平均每年發(fā)生140起事故(見圖1)。如果不采取系統(tǒng)的安全管理措施,事故將保持直線上升的趨勢,不僅會危及風電行業(yè)從業(yè)人員,還可能危及公眾的人身安全。各類型事故中,死亡事故約占7%,人員傷害事故約占9%,其他構(gòu)成財產(chǎn)與環(huán)境破壞的事故分別是葉片損壞、火災(zāi)、結(jié)構(gòu)毀損、拋冰傷人、運輸事故、環(huán)境破壞和其他類型事故(見圖2)。

1.2人員死亡事故

經(jīng)過查詢,可以驗證的人員死亡事故99起(見圖3),死亡133人,其中83名是風電場建設(shè)、運營、維護人員,50名是普通公眾。圖3歷年風電行業(yè)人員死亡事故起數(shù)

1.3人員受傷事故

能驗證到的人員受傷事故114起,其中95起傷害是風電場建筑與維護工人,19起傷害了普通公眾或者風電行業(yè)之外的工作人員,如消防員和運輸工人等(見圖4)。

1.4葉片損壞事故

葉片損壞事故居首位,報告共計251起,約占19%,事故呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(見圖5)。由于發(fā)生過葉輪整體或葉片墜落后飛行1600多米事件,以及葉片穿過建筑物屋頂及墻壁事件,因此,有些國家已經(jīng)承認風電場會產(chǎn)生嚴重的公共安全風險。新西蘭政府已經(jīng)改變了風電場規(guī)劃制度,居民有權(quán)否決在自己居住地2km范圍內(nèi)的風電場建設(shè)項目。澳大利亞維多利亞州已經(jīng)禁止在住宅附近2km的范圍內(nèi)建設(shè)風電機組,蘇格蘭也有類似的規(guī)定。圖5風機葉片損壞事故起數(shù)

1.5火災(zāi)事故

火災(zāi)事故也比較多,見報道的共計200起,約占15%,事故呈現(xiàn)上升趨勢(見圖6)。統(tǒng)計表明,有些類型機組更容易著火。由于風機的高度與構(gòu)造特殊,火災(zāi)撲救非常困難,消防部門缺乏有效的滅火措施,往往只能看著機組燒毀。在風暴干旱天氣,燃燒的碎片大范圍擴散,會有大面積火災(zāi)的風險,后果比較嚴重,尤其是在建筑物或者森林附近,風險更高。

1.6結(jié)構(gòu)毀損事故

結(jié)構(gòu)毀損事故見報道的共計130起,約占10%,呈現(xiàn)上升趨勢(見圖7)。造成結(jié)構(gòu)毀損的主圖6火災(zāi)事故起數(shù)要原因是風暴天氣、質(zhì)量控制不力和維護不到位。結(jié)構(gòu)毀損事故局限在較小范圍內(nèi),人身危害相對較小,但是經(jīng)濟損失比較大,往往造成整個機組完全被毀。但是,如果風機附近有學(xué)校、高速公路或者其他敏感建筑物,對公共安全的威脅就會比較嚴重。

1.7拋冰傷人事故

拋冰傷人事故記錄共計34起,事故起數(shù)比較平穩(wěn)(見圖8)。人被冰砸中是小概率事件,但是有冰塊被拋出140m的記錄。加拿大在風電場附近張貼了警示牌,要求在冰凍期間,人員距離風機至少305m遠。有報告稱從1999-2003年,德國共發(fā)生了880起拋冰事件,其中33%是發(fā)生在低地和海岸。

1.8運輸事故

運輸事故報告共計111起,呈現(xiàn)上升趨勢(見圖9)。比較典型的事故包括45m長的風機在運輸途中壓碎一座房屋,塔架穿透一座賓館,風機部件在隧道內(nèi)墜落。交通運輸事故與人員傷害事故是分開統(tǒng)計的,運輸事故對公眾安全構(gòu)成的威脅最大。據(jù)估計風機重大部件在運輸過程中墜落(包括落入海中),損失超過7700萬美元。

1.9環(huán)境和其他類型事故

風電場對環(huán)境的破壞主要是破壞現(xiàn)場以及造成野生動物死亡,共計120起。還有其他類型的事故267起,包括沒有造成嚴重后果的結(jié)構(gòu)損壞事故。引發(fā)這些事故的原因,可能是維護不到位、電氣故障(沒有造成火災(zāi)與觸電)等。結(jié)構(gòu)支撐事故也包括在內(nèi),以及沒有引起火災(zāi)和葉片毀損的雷擊事故等。

2安全生產(chǎn)風險特征

(1)行業(yè)風險受整個產(chǎn)業(yè)鏈的影響。風電行業(yè)安全管理特點是“點多、線長、面廣”,整個產(chǎn)業(yè)鏈安全管理涉及技術(shù)研發(fā)、零部件制造、整機組裝、檢驗認證、施工隊伍素質(zhì)、承包商管理、施工過程管理和竣工驗收、啟動前檢查、投產(chǎn)運營、電場退役及各種配套服務(wù)等環(huán)節(jié)[7]。產(chǎn)業(yè)鏈上游在前期設(shè)計與制造過程中,出現(xiàn)一個薄弱環(huán)節(jié)就會直接影響后期的運營與維護的安全,僅僅由風電運營團隊難以掌控整個產(chǎn)業(yè)鏈的風險。目前風電行業(yè)處于高速發(fā)展時期,風電場建設(shè)周期短,注重建設(shè)規(guī)模和速度,施工過程中很多安全控制措施、安全策略得不到有效落實,新電場、新人員、新設(shè)備多,是引起事故多發(fā)的重要因素。此外,由于風電行業(yè)競爭激烈,為了趕進度和控制成本,項目質(zhì)量安全受損,本質(zhì)安全性無法得到充分保障,也加大了建設(shè)和運營的風險。(2)行業(yè)固有風險比較高。我國2050年預(yù)計裝機容量達到10億千瓦,將有72萬人就業(yè),占到能源供應(yīng)的17%,行業(yè)規(guī)模比較大。2011年風電行業(yè)共計約26萬就業(yè)人員,見報道的死亡人數(shù)為8人,十萬就業(yè)人員死亡率為3.08,而全國工礦商貿(mào)十萬就業(yè)人員事故死亡率為1.88[9],是全國平均水平1.6倍,明顯高于全國平均水平,并且據(jù)估計實際發(fā)生的事故可能是10倍于現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù),安全形勢嚴峻,如果不及時采取有效安全管控措施,事故數(shù)量會進一步上升[6]。除了本文列舉的葉片毀損、火災(zāi)、結(jié)構(gòu)坍塌、交通運輸、拋冰傷人等類型事故外,由于行業(yè)設(shè)備高大、建造與結(jié)構(gòu)復(fù)雜、位于偏遠或者沿海等復(fù)雜地理位置和不利氣象條件,高處作業(yè)、接觸運動機械、大風天氣、大浪環(huán)境等會比較常見,由此引發(fā)高處墜落、觸電、淹溺、雷擊、重油泄漏等類型事故,行業(yè)本身涉及危險物質(zhì)和危險作業(yè)比較多,如果本質(zhì)安全設(shè)計考慮不足,設(shè)備設(shè)施可靠性和耐用性不夠,對現(xiàn)場作業(yè)人員和公眾安全都構(gòu)成威脅。(3)行業(yè)自身安全管理基礎(chǔ)薄弱。風力發(fā)電涉及專業(yè)較多,專業(yè)水平要求高,員工必須有較高的專業(yè)知識、技術(shù)業(yè)務(wù)水平和必要的操作技能技巧。因此必須采用先進的管理方法和手段才能完成各項任務(wù)[10]。與此形成對照的是,我國風電場在國內(nèi)作為一種新興的發(fā)電企業(yè),發(fā)展速度快,目前還未形成一套行與其自身風險特征相適應(yīng)的管理模式,行業(yè)風險管理能力不足,缺少系統(tǒng)風險管理工具,缺乏智能化、自動化故障分析、判斷和排除手段。行業(yè)安全技術(shù)、法規(guī)與標準還不健全,部分安全生產(chǎn)標準比較落后,不能滿足行業(yè)快速發(fā)展的需要。此外電場多位于邊遠地區(qū),難以吸引和留住高素質(zhì)人才,領(lǐng)導(dǎo)層和員工對安全問題認識不到位,安全管理基礎(chǔ)薄弱。(4)海上風電場風險更高。海上風電場往往遠離陸地或處在潮間帶地區(qū),施工和運營維護難度顯著高于陸上風電場。在施工和運行中除了受到和陸上風電場相似的如工程地理位置、場地周邊環(huán)境、風能資源、工程地質(zhì)等因素影響外,還受到電網(wǎng)聯(lián)接、海上施工,特別是海洋水文中非常復(fù)雜的臺風、潮位、波浪、潮流、風暴潮、海水、泥沙、海床運移和沖刷等因素的影響,風險更高。

3對策建議

風電行業(yè)在我國屬于新興產(chǎn)業(yè),目前正處于快速擴張期,固有風險比較高,產(chǎn)業(yè)隊伍還處于學(xué)習期,本質(zhì)安全與風險管理能力與行業(yè)發(fā)展的速度還不匹配,行業(yè)風險管理需要從整個產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)入手,開展系統(tǒng)風險管理。(1)強化風電行業(yè)安全發(fā)展政策研究與頂層設(shè)計。行業(yè)主管部門和協(xié)會在制定風電發(fā)展規(guī)劃的同時,同步制定安全發(fā)展規(guī)劃,通過政策和機制引導(dǎo)行業(yè)安全發(fā)展。將安全生產(chǎn)納入決策與戰(zhàn)略范疇,建立健全安全制度與標準和責任機制,建設(shè)行業(yè)安全文化。開發(fā)風電技術(shù)的同時,實施風電安全發(fā)展專項課題研究,推動風電安全技術(shù)進步。(2)開展風電行業(yè)及典型企業(yè)系統(tǒng)風險分析,制定針對風電行業(yè)安全性評價方法和標準,建立全國乃至全球風電行業(yè)生產(chǎn)安全信息資源數(shù)據(jù)庫,繪制風電行業(yè)及企業(yè)風險地圖。在風電產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部建立安全戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,讓供應(yīng)商、運營商和承包商共同關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量,制造企業(yè)加強工藝控制和質(zhì)量管理,提升機組的可靠性,保障整個產(chǎn)業(yè)鏈每個環(huán)節(jié)安全。(3)開發(fā)本質(zhì)安全型風電設(shè)備。開展風電機組HAZOP分析,實施風電機組本質(zhì)安全設(shè)計,降低危險物品的用量,提升葉片、齒輪箱、發(fā)電機、變流器和軸承等關(guān)鍵零部件安全保障性能,建立設(shè)備安全檢測與預(yù)警系統(tǒng),從源頭降低事故風險。(4)強化風電場建設(shè)施工安全管理。實施風場建設(shè)安全規(guī)劃,施工安全設(shè)計,強化物流安全和建設(shè)安裝調(diào)試安全管理,在充分借鑒和利用以往工程建設(shè)安全管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,建立適合風電場風險特征的施工安全管理模式,實現(xiàn)風電場安全生產(chǎn)優(yōu)生優(yōu)育,提高安全可靠性。(5)保障風電場運行與維護安全。借鑒其他電力行業(yè)成熟的安全管理經(jīng)驗,在風電場采用現(xiàn)代安全管理模式,引入國外技術(shù)的同時,借鑒優(yōu)秀的安全管理理念與方法,推動風電場現(xiàn)場精細化和安全生產(chǎn)標準化,建立風電場安全監(jiān)控系統(tǒng),強化風電場應(yīng)急響應(yīng)管理,實現(xiàn)安全保障能力與行業(yè)規(guī)模同步扎實發(fā)展。

本文作者:王宇航楊乃蓮任智剛王善文張森工作單位:中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院