Niewłaściwie ustawiony układ napędowy turbiny wiatrowej to katastrofa, która czeka, aby się wydarzyć — RotAlign Touch Eliminuje ryzyko

Turbiny wiatrowe działają w jednych z najtrudniejszych warunków na Ziemi. Utrzymanie ich w optymalnym stanie roboczym jest wyzwaniem dla każdego zespołu — ale wyrównanie układu napędowego stwarza wyjątkowe przeszkody i jest jedną z najtrudniejszych części konserwacji turbiny wiatrowej. Wybór odpowiednich narzędzi i właściwej metodologii konserwacji jest niezwykle ważny dla utrzymania turbin w ruchu.

W tym artykule omówimy złożone wyzwania związane z ustawieniem układu napędowego i najlepsze sposoby na utrzymanie turbin w prawidłowym ustawieniu. Wyjaśnimy również, w jaki sposób użycie odpowiednich narzędzi może znacznie przyspieszyć proces ustawiania.

Czym jest wyrównywanie układu napędowego turbin wiatrowych?

Większość dzisiejszych turbin wiatrowych wykorzystuje układ napędowy do przekształcania energii obrotowej w energię elektryczną. Układ napędowy jest jednym z najważniejszych elementów turbiny wiatrowej. Precyzyjne ustawienie, z dokładnością do tysięcznej części cala, jest niezbędne do utrzymania przepływu energii przez turbinę.

Układ napędowy składa się ze skrzyni biegów i generatora, które są połączone z wirnikami turbiny za pomocą wału wolnoobrotowego i szybkoobrotowego. Gdy wirniki powoli obracają się na wietrze, skrzynia biegów zamienia energię obrotową na dużą prędkość, którą generator może wykorzystać do produkcji energii elektrycznej. 

Z czasem niewspółosiowość uszkodzi koła zębate i łożyska, zmniejszy wydajność i zwiększy koszty konserwacji. Na szczęście precyzyjne narzędzia laserowe, takie jak RotAlign Touch może szybko naprawić problemy z ustawieniem i wydłużyć żywotność turbiny.

Co się dzieje, gdy zespół maszyn jest rozregulowany? 

Niewspółosiowość układu napędowego (lub układu maszyn) nie tylko powoduje nadmierne poziomy wibracji, ale także zwiększa obciążenia i siły działające na części obrotowe, np. łożyska itp. Z czasem uszkodzenia te mogą spowodować awarię turbiny. Nawet jeśli turbina nie ulegnie natychmiastowej awarii, wysokie poziomy wibracji i zwiększone poziomy obciążeń i sił skracają jej żywotność.

Niewspółosiowość układu napędowego również zmniejsza wytwarzanie mocy. Ponieważ przekładnia i generator muszą być precyzyjnie wyrównane, aby skutecznie przekształcić energię obrotową (z wiatru napędzającego łopatki wirnika) w energię elektryczną, gdy tak nie jest, następuje zmniejszenie konwersji energii, tj. mniejsza moc jest przenoszona przez wał, aby przekształcić ją w energię elektryczną.

Dlatego najlepszą praktyką jest wykonywanie regulacji podczas instalacji, a następnie co najmniej raz w roku. Wymagane jest również ponowne ustawienie układu napędowego przy każdej wymianie skrzyni biegów lub generatora. Dlatego posiadanie odpowiednich narzędzi jest kluczowe — nie tylko po to, aby spełnić te najlepsze praktyki, ale także po to, aby regulacja była szybsza, łatwiejsza i dokładniejsza za każdym razem.

Wyzwania w zakresie wyrównywania układu maszyn turbin wiatrowych

Turbiny wiatrowe działają w niektórych z najbardziej dzikich miejsc na Ziemi – surowych, odległych miejscach, takich jak pustynia Mojave i atlantycki zewnętrzny szelf kontynentalny. Oprócz silnych wiatrów, muszą stawiać czoła ekstremalnym temperaturom, burzom i wysokim falom. Wszystkie te czynniki środowiskowe mają wpływ i powodują rozbieżność w układzie maszyn. Oto cztery wyzwania, które w szczególności wpływają na turbiny w miarę upływu czasu:

1. Obciążenia aerodynamiczne

Silne wiatry powodują niestabilność obciążenia i wysoki poziom wibracji w całej turbinie wiatrowej, co utrudnia uzyskanie dokładnego odczytu ustawienia. Najlepszą praktyką jest użycie narzędzia do ustawiania laserowego – takiego jak RotAlign Touch – które mogą automatycznie kompensować wysokie poziomy drgań, dzięki czemu ekipy serwisowe mogą jak najszybciej uzyskać precyzyjne pomiary.

Obciążenia aerodynamiczne mogą również prowadzić do nieoczekiwanych zagięć i ruchów wału turbiny, co wpływa na precyzję ustawienia. Wysokie poziomy wibracji mogą również z czasem powodować rozregulowanie układu maszyn.

2. Ruchy kołyszące

Turbiny wiatrowe są stale narażone na silne wiatry. Przy ekstremalnych prędkościach wiatru wieża turbiny zaczyna się kołysać, co powoduje kołysanie i ruch gondoli, czyli obudowy ochronnej, w której znajduje się zespół maszyn.

Ten ruch powoduje rozbieżność w czasie. Utrudnia również uzyskanie precyzyjnych pomiarów wyrównania. Na szczęście najnowocześniejsze systemy wyrównania, takie jak RotAlign Touch mają wbudowane oprogramowanie kompensujące dynamiczny ruch.

3. Zmiany stanu instalacji

Niewspółosiowość może wystąpić podczas samego procesu instalacji. Niezakwalifikowanie współosiowości z wirnikiem na miejscu może również prowadzić do problemów na wczesnym etapie.

W niektórych przypadkach technicy sprawdzają wyrównanie gondoli na ziemi, zamiast zamontowanej na podstawie turbiny, co również może powodować problemy z wyrównaniem. Dobrą praktyką jest ponowne sprawdzenie wyrównania kilka miesięcy po instalacji w przypadku zmian stanu instalacji.

4. Inne wyzwania związane z dopasowaniem

Zwykle zlokalizowane w odległych obszarach turbiny wiatrowe mogą być trudno dostępne i trudne do naprawy. Po dotarciu na farmę wiatrową technicy muszą wspiąć się kilkaset stóp, aby dotrzeć do gondoli, niosąc swoje narzędzia i sprzęt. Muszą również wykonywać swoją pracę w ograniczonej przestrzeni. 

Jak widać na tym Oferta pracy w Departamencie Energii USA, technicy muszą mieć wysoki poziom umiejętności, siły fizycznej i zdolności rozwiązywania problemów, aby pomyślnie ustawić zespół maszyn w turbinie wiatrowej. Poza tym potrzebują dostępu do wysokiej jakości narzędzi, które pomogą im wykonywać swoją pracę szybko, bezpiecznie i z odpowiednim poziomem precyzji.

Rozwiązywanie problemów z wyrównaniem za pomocą RotAlign

Narzędzia do ustawiania pojedynczego lasera firmy Prüftechnik umożliwiają technikom szybkie i bezpieczne przeprowadzanie precyzyjnego ustawiania wałów. Technologia pojedynczego lasera oznacza również, że nie jest wymagany proces wstępnego ustawiania. 

Opierając się na tym, RotAlign Touch System dodaje funkcje adaptacyjnego wyrównywania, takie jak Live Move i Live Trend, które automatycznie kompensują czynniki środowiskowe i prowadzą techników przez cały proces, dzięki czemu wyrównywanie jest jeszcze bardziej wydajne i dostępne, niezależnie od poziomu doświadczenia.

System może działać całkowicie bezkontaktowo, bez konieczności ręcznego obracania wału za pomocą trybu SWEEP. Dzięki zastosowaniu sworznia blokującego i hamulca serwisowego technicy mogą zamontować laser i czujnik na wałach za pomocą wsporników. Następnie mogą zwolnić hamulec i sworzeń i zejść z drogi. Gdy wiatr obraca łopatki wirnika, RotAlign Touch automatycznie zmierzy i zapisze wyniki wyrównania.

• Ruch na żywo: Ta funkcja mierzy wyrównanie w płaszczyźnie poziomej i pionowej jednocześnie. Ta funkcja jest idealna w każdej sytuacji, gdy pracownicy mają ograniczoną przestrzeń i nie mogą obracać wałów do określonych pozycji i jest świetnym sposobem na zaoszczędzenie czasu podczas wyrównywania turbiny wiatrowej. Live Move umożliwia regulacje z dowolnej pozycji na wale, eliminując potrzebę ręcznego obracania go do określonego punktu początkowego.
• Trend na żywo:  RotAlign TouchFunkcja Live Trend pozwala technikom śledzić dynamiczne zmiany w czasie rzeczywistym w ustawieniu układu maszynowego podczas normalnej pracy turbiny. Funkcja ta pozwala zespołom identyfikować problemy z ustawieniem spowodowane przez czynniki takie jak obciążenie aerodynamiczne, dynamiczna zmiana maszyny i wzrost termiczny, dzięki czemu mogą wprowadzać korekty z wyprzedzeniem.
  
  Korzystanie z Live Trend jest szybkie i proste.
• Najpierw zamontuj czujniki na skrzyni biegów i obudowie generatora.
• Po włączeniu funkcji Live Trend obróć gondolę o 360 stopni, tak jak podczas normalnego obrotu.
• Narzędzie będzie mierzyć zmiany położenia elementów układu napędowego podczas obrotu gondoli.
• Dzięki informacjom o tych zmianach zespoły mogą wprowadzać niezbędne zmiany na etapie uruchamiania układu współosiowości, zamiast być zaskoczonym problemami z układem współosiowości w późniejszym czasie.

Silne wyrównanie, mocniejsze turbiny

Układ napędowy turbiny wiatrowej to delikatnie wyważony element wyposażenia. Nawet najmniejsza niewspółosiowość, wynosząca zaledwie tysięczne części cala, może zakłócać normalne działanie i powodować znaczne uszkodzenia. Niewspółosiowość układu napędowego może również zakłócać wytwarzanie energii.

Prawdziwe wyzwanie? Technicy są pod dużą presją podczas ustawiania turbin wiatrowych. Zazwyczaj podróżują z daleka i muszą maksymalnie wykorzystać swój ograniczony czas na miejscu. Warunki są trudne, a przestrzenie ograniczone.

Dlatego tak ważne jest używanie odpowiednich narzędzi. Najnowocześniejszy system do ustawiania pojedynczego lasera, taki jak RotAlign Touch pomaga każdemu technikowi wykonać pracę szybko, dokładnie i precyzyjnie, dzięki czemu turbiny działają dłużej i wymagają mniej konserwacji.

Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji na temat RotAlign Touch.