Wind Power Network News: Ágrip: Í þessari grein er farið yfir núverandi stöðu þróunar bilanagreiningar og heilsuvöktunar á þremur meginþáttum í drifkeðju vindmyllunnar - samsettra blaða, gírkassa og rafala, og dregin saman núverandi rannsóknarstöðu og helstu þætti þessarar vettvangsaðferðar.Helstu eiginleikar bilana, bilanaforma og greiningarerfiðleikar þriggja helstu þátta samsettra blaða, gírkassa og rafala í vindorkubúnaði eru teknar saman, og núverandi bilanagreiningar og heilsuvöktunaraðferðir og að lokum horfur á þróunarstefnu þessa sviðs.
0 Formáli
Þökk sé mikilli alþjóðlegri eftirspurn eftir hreinni og endurnýjanlegri orku og töluverðum framförum í framleiðslutækni vindorkubúnaðar, heldur alþjóðleg uppsett afkastageta vindorku áfram að aukast jafnt og þétt.Samkvæmt tölfræði frá Global Wind Energy Association (GWEC), frá og með árslokum 2018, náði uppsett afl vindorku á heimsvísu 597 GW, þar af varð Kína fyrsta landið með uppsett afl yfir 200 GW og náði 216 GW , sem er meira en 36 af heildaruppsettu afkastagetu á heimsvísu.% heldur það áfram stöðu sinni sem leiðandi vindorkuver í heiminum og er sannkallað vindorkuland.
Sem stendur er mikilvægur þáttur sem hindrar áframhaldandi heilbrigða þróun vindorkuiðnaðarins að vindorkubúnaður krefst hærri kostnaðar á hverja orkueiningu en hefðbundið jarðefnaeldsneyti.Nóbelsverðlaunahafi í eðlisfræði og fyrrverandi orkumálaráðherra Bandaríkjanna, Zhu Diwen, benti á ströngu og nauðsyn þess að tryggja öryggi í rekstri vindorkubúnaðar í stórum stíl og hár rekstrar- og viðhaldskostnaður eru mikilvæg mál sem þarf að leysa á þessu sviði [1] .Vindorkubúnaður er að mestu notaður á afskekktum svæðum eða aflandssvæðum sem eru óaðgengileg fólki.Með þróun tækni heldur vindorkubúnaður áfram að þróast í átt að stórfelldri þróun.Þvermál vindorkublaða heldur áfram að aukast, sem leiðir til þess að fjarlægðin frá jörðu til gondolsins eykst þar sem mikilvægur búnaður er settur upp.Þetta hefur valdið miklum erfiðleikum í rekstri og viðhaldi vindorkubúnaðar og ýtt undir viðhaldskostnað einingarinnar.Vegna mismunar á heildar tæknilegri stöðu og vindorkuskilyrðum vindorkubúnaðar í vestrænum þróuðum löndum, er rekstrar- og viðhaldskostnaður vindorkubúnaðar í Kína áfram hátt hlutfall af tekjum.Fyrir vindmyllur á landi með 20 ára endingartíma er viðhaldskostnaður. Heildartekjur vindorkuvera eru 10%~15%;fyrir vindorkuvera á hafi úti er hlutfallið allt að 20%~25%[2].Hár rekstrar- og viðhaldskostnaður vindorku ræðst aðallega af rekstri og viðhaldi vindorkubúnaðar.Sem stendur nota flestir vindorkuver aðferðin við reglubundið viðhald.Ekki er hægt að uppgötva hugsanlegar bilanir í tæka tíð og endurtekið viðhald á ósnortnum búnaði mun einnig auka rekstur og viðhald.kostnaður.Að auki er ómögulegt að ákvarða upptök bilunarinnar í tíma og aðeins hægt að rannsaka það eitt í einu með ýmsum hætti, sem mun einnig hafa í för með sér mikinn rekstrar- og viðhaldskostnað.Ein lausn á þessu vandamáli er að þróa skipulagsheilsueftirlitskerfi fyrir vindmyllur til að koma í veg fyrir stórslys og lengja endingartíma vindmylla og draga þannig úr kostnaði við orkuframleiðslu vindorku.Þess vegna er mikilvægt fyrir vindorkuiðnaðinn að þróa SHM kerfið.
1. Núverandi staða vöktunarkerfis vindorkubúnaðar
Það eru margar gerðir af vindorkubúnaðarvirkjum, aðallega þar á meðal: tvífóðraðar ósamstilltar vindmyllur (vindmyllur með breytilegum halla), beindrifinn varanleg segull samstilltur vindmyllur og hálfbeindrifinn samstilltur vindmyllur.Í samanburði við beindrifnar vindmyllur eru tvífóðraðar ósamstilltar vindmyllur með gírkassa með breytilegum hraðabúnaði.Grunnbygging þess er sýnd á mynd 1. Þessi tegund vindorkubúnaðar er meira en 70% af markaðshlutdeild.Þess vegna er í þessari grein aðallega farið yfir bilanagreiningu og heilsuvöktun á þessari tegund vindorkubúnaðar.
Mynd 1 Grunnbygging tvöfóðrar vindmyllu
Vindorkubúnaður hefur starfað allan sólarhringinn undir flóknu víxlálagi eins og vindhviðum í langan tíma.Hið erfiða þjónustuumhverfi hefur haft alvarleg áhrif á rekstraröryggi og viðhald vindorkubúnaðar.Víxlaálagið virkar á vindmyllublöðin og er sent í gegnum legur, stokka, gíra, rafala og aðra hluti í flutningskeðjunni, sem gerir flutningskeðjuna mjög viðkvæma fyrir bilun meðan á þjónustu stendur.Sem stendur er vöktunarkerfið sem er víða útbúið á vindorkubúnaði SCADA kerfið, sem getur fylgst með rekstrarstöðu vindorkubúnaðar eins og núverandi, spennu, nettengingu og aðrar aðstæður, og hefur aðgerðir eins og viðvörun og skýrslur;en kerfið fylgist með stöðunni. Færibreyturnar eru takmarkaðar, aðallega merki eins og straumur, spenna, afl o.s.frv., og enn vantar titringsvöktun og bilanagreiningaraðgerðir fyrir lykilhluta [3-5].Erlend lönd, sérstaklega þróuð vestræn lönd, hafa lengi þróað ástandseftirlitsbúnað og greiningarhugbúnað sérstaklega fyrir vindorkubúnað.Þrátt fyrir að innlenda titringsvöktunartæknin hafi byrjað seint, knúin áfram af mikilli innlendri eftirspurn eftir fjarstýringu og viðhaldi á markaði fyrir vindorku, hefur þróun innlendra vöktunarkerfa einnig farið í hraða þróun.Snjöll bilanagreining og snemmbúin viðvörunarvörn vindorkubúnaðar getur dregið úr kostnaði og aukið skilvirkni vindorkureksturs og viðhalds og hefur náð samstöðu í vindorkuiðnaðinum.
2. Helstu bilunareiginleikar vindorkubúnaðar
Vindorkubúnaður er flókið rafvélakerfi sem samanstendur af snúningum (hnífum, hnöppum, hallakerfum o.s.frv.), legum, aðalöxlum, gírkassa, rafala, turnum, geislukerfum, skynjurum osfrv. skiptis álag á meðan á þjónustu stendur.Eftir því sem þjónustutíminn eykst eru ýmsar skemmdir eða bilanir óumflýjanlegar.
Mynd 2 Viðgerðarkostnaðarhlutfall hvers íhluta vindorkubúnaðar
Mynd 3 Niðurstöðuhlutfall ýmissa íhluta vindorkubúnaðar
Það má sjá á mynd 2 og mynd 3 [6] að niðritími af völdum blaða, gírkassa og rafala nam meira en 87% af heildar óáætluðum niðritíma, og viðhaldskostnaður nam meira en 3 af heildar viðhaldskostnaði./4.Þess vegna eru í ástandseftirliti, bilanagreiningu og heilsustjórnun vindmylla, blað, gírkassa og rafala þeir þrír megin þættir sem þarf að huga að.Fagnefnd um vindorku í kínverska endurnýjanlega orkufélaginu benti á í könnun árið 2012 á rekstrargæðum innlendra vindorkubúnaðar[6] að bilunartegundir vindorkublaða fela aðallega í sér sprungur, eldingar, brot o.s.frv., og orsakir bilunar eru meðal annars hönnun, sjálfir og ytri þættir á kynningar- og þjónustustigum framleiðslu, framleiðslu og flutninga.Meginhlutverk gírkassans er að nota stöðugt lághraða vindorku til orkuframleiðslu og auka snúningshraða.Meðan á vindmyllunni stendur er gírkassinn næmari fyrir bilun vegna áhrifa víxlálags og höggálags [7].Algengar gallar gírkassa eru gírbilanir og bilanir í legum.Bilanir í gírkassa eiga að mestu uppruna sinn í legum.Legur eru lykilþáttur gírkassans og bilun þeirra veldur oft hörmulegum skemmdum á gírkassanum.Legabilanir fela aðallega í sér þreytuaflögnun, slit, brot, límingu, búrskemmdir osfrv. [8], þar á meðal eru þreytuaflögnun og slit tvö algengustu bilunarform rúllulaga.Algengustu gírbilanir eru slit, yfirborðsþreyta, brot og brot.Bilanir rafalakerfisins skiptast í mótorbilanir og vélrænar bilanir [9].Vélrænar bilanir fela aðallega í sér bilun í snúningi og bilun í legum.Bilanir í snúningi fela aðallega í sér ójafnvægi í snúningi, rotor á snúningi og lausar gúmmíermar.Tegundir mótorbilana má skipta í rafmagnsbilanir og vélrænar bilanir.Rafmagnsbilanir fela í sér skammhlaup á snúnings-/statorspólunni, opið hringrás af völdum brotinna snúningsstanga, ofhitnun rafala osfrv .;Vélrænar bilanir fela í sér of mikinn titring rafala, ofhitnun legur, skemmdir á einangrun, alvarlegt slit o.s.frv.
Birtingartími: 30. ágúst 2021
