Um trem de força desalinhado de uma turbina eólica é um desastre prestes a acontecer — O RotAlign Touch Elimina o Risco

As turbinas eólicas operam em algumas das condições mais adversas da Terra. Mantê-las em condições ideais de funcionamento é um desafio para qualquer equipe — mas o alinhamento do conjunto propulsor apresenta obstáculos únicos e é uma das partes mais difíceis da manutenção de uma turbina eólica. Escolher as ferramentas certas e a metodologia de manutenção adequada é fundamental para manter as turbinas em funcionamento.

Neste artigo, discutiremos os desafios complexos do alinhamento do conjunto propulsor e as melhores maneiras de manter as turbinas corretamente alinhadas. Também explicaremos como o uso das ferramentas certas pode acelerar drasticamente o processo de alinhamento.

O que é alinhamento do sistema de transmissão para turbinas eólicas?

A maioria das turbinas eólicas hoje utiliza um sistema de transmissão para converter energia rotacional em energia elétrica. O sistema de transmissão é um dos elementos mais críticos da turbina eólica. O alinhamento preciso, com precisão de milésimos de polegada, é essencial para manter a energia fluindo pela turbina.

O conjunto propulsor consiste em uma caixa de engrenagens e um gerador, conectados aos rotores da turbina por meio de um eixo de baixa e outra de alta velocidade. À medida que os rotores giram lentamente com o vento, a caixa de engrenagens converte essa energia rotacional em alta velocidade, que o gerador pode usar para produzir eletricidade. 

Com o tempo, o desalinhamento danificará engrenagens e rolamentos, reduzirá a eficiência e aumentará os custos de manutenção. Felizmente, ferramentas a laser de precisão como a RotAlign Touch pode corrigir rapidamente problemas de alinhamento e prolongar a vida útil da turbina.

O que acontece quando o conjunto de máquinas está desalinhado? 

O desalinhamento do conjunto propulsor (ou conjunto de máquinas) não só causa níveis excessivos de vibração, como também aumenta as cargas e forças sobre as peças rotativas, como os mancais, etc. Com o tempo, esse dano pode causar a quebra da turbina. Mesmo que a turbina não falhe imediatamente, altos níveis de vibração e o aumento das cargas e forças reduzem sua vida útil.

O desalinhamento no conjunto propulsor também reduz a geração de energia. Como a caixa de engrenagens e o gerador precisam estar precisamente alinhados para converter com sucesso a energia rotacional (do vento que aciona as pás do rotor) em energia elétrica, quando isso não ocorre, há uma redução na conversão de energia, ou seja, menos energia é transferida pelo eixo para ser convertida em eletricidade.

Portanto, é uma prática recomendada realizar o alinhamento durante a instalação e, posteriormente, pelo menos uma vez por ano. Realinhar o conjunto de transmissão sempre que substituir a caixa de engrenagens ou o gerador também é necessário. Por isso, ter as ferramentas certas é fundamental — não apenas para atender a essas práticas recomendadas, mas também para tornar o alinhamento sempre mais rápido, fácil e preciso.

Desafios no alinhamento de trens de máquinas de turbinas eólicas

Turbinas eólicas operam em alguns dos lugares mais selvagens da Terra – locais remotos e inóspitos como o Deserto de Mojave e a Plataforma Continental Exterior do Atlântico. Elas enfrentam temperaturas extremas, tempestades e ondas altas, além de ventos intensos. Todos esses fatores ambientais cobram seu preço e resultam no desalinhamento do conjunto de máquinas. Aqui estão quatro desafios que afetam especificamente as turbinas ao longo do tempo:

1. Cargas Aerodinâmicas

Ventos fortes produzem instabilidade de carga e altos níveis de vibração em toda a turbina eólica, dificultando a obtenção de uma leitura precisa do alinhamento. A melhor prática é usar uma ferramenta de alinhamento a laser – como a RotAlign Touch – que pode compensar automaticamente altos níveis de vibração, para que as equipes de serviço possam obter medições precisas o mais rápido possível.

Cargas aerodinâmicas também podem levar a curvas e movimentos inesperados no eixo da turbina, o que afeta a precisão do alinhamento. Altos níveis de vibração também podem, com o tempo, desalinhar o conjunto de máquinas.

2. Movimentos de balanço

As turbinas eólicas estão constantemente sujeitas a ventos fortes. Em velocidades extremas, a torre da turbina começa a oscilar, causando oscilação e movimento na nacele, ou caixa protetora que abriga o conjunto de máquinas.

Esse movimento causa desalinhamento ao longo do tempo. Também dificulta a obtenção de medições precisas de alinhamento. Felizmente, sistemas de alinhamento de última geração, como o RotAlign Touch possuem software integrado para compensar movimentos dinâmicos.

3. Alterações no estado da instalação

O desalinhamento pode ocorrer durante o próprio processo de instalação. A falha em qualificar o alinhamento com o rotor no lugar também pode levar a problemas de início precoce.

Em alguns casos, os técnicos verificam o alinhamento com a nacele no solo, em vez de montada na base da turbina, o que também pode causar problemas de alinhamento. É uma boa prática verificar novamente o alinhamento alguns meses após a instalação, caso haja alterações no estado da instalação.

4. Outros desafios de alinhamento

Normalmente localizadas em áreas remotas, as turbinas eólicas podem ser difíceis de alcançar e consertar. Após chegarem ao parque eólico, os técnicos precisam subir algumas centenas de metros para chegar à nacele, carregando suas ferramentas e equipamentos. Eles também precisam realizar seu trabalho em espaços confinados. 

Como pode ser visto neste Vaga de emprego no Departamento de Energia dos EUA, os técnicos precisam de alto nível de habilidade, força física e capacidade de resolução de problemas para alinhar com sucesso o conjunto de máquinas de uma turbina eólica. Além disso, eles precisam de acesso a ferramentas de alta qualidade que os ajudem a realizar seu trabalho com rapidez, segurança e precisão.

Resolvendo problemas de alinhamento com RotAlign

As ferramentas de alinhamento a laser único da Prüftechnik permitem que os técnicos realizem o alinhamento preciso de eixos com rapidez e segurança. A tecnologia de laser único também dispensa o processo de pré-alinhamento. 

Com base nisso, o RotAlign Touch O sistema adiciona recursos de alinhamento adaptativo, como Live Move e Live Trend, que compensam automaticamente os fatores ambientais e orientam os técnicos durante o processo, tornando o alinhamento ainda mais eficiente e acessível, independentemente do nível de experiência.

O sistema pode operar completamente sem contato, sem a necessidade de rotação manual do eixo através do modo SWEEP. Com um pino de travamento e um freio de serviço instalados, os técnicos podem fixar o laser e o sensor nos eixos usando suportes. Em seguida, eles podem soltar o freio e o pino e sair do caminho. À medida que o vento gira as pás do rotor, o RotAlign Touch medirá e armazenará automaticamente os resultados do alinhamento.

• Viva em Movimento: Esta função mede o alinhamento nos planos horizontal e vertical simultaneamente. Este recurso é ideal para qualquer situação em que os trabalhadores tenham espaço limitado e não possam girar os eixos para determinadas posições, além de ser uma ótima maneira de economizar tempo durante o alinhamento da turbina eólica. O Live Move permite ajustes de qualquer posição no eixo, eliminando a necessidade de girá-lo manualmente para um ponto inicial específico.
• Tendência ao vivo: A RotAlign TouchA função Tendência ao Vivo permite que os técnicos monitorem mudanças dinâmicas em tempo real no alinhamento do conjunto de máquinas durante a operação normal da turbina. A função permite que as equipes identifiquem problemas de alinhamento causados ​​por fatores como carga aerodinâmica, alterações dinâmicas da máquina e crescimento térmico, permitindo que ajustes sejam feitos com antecedência.
  
  Usar o Live Trend é rápido e simples.
• Primeiro monte os sensores nas caixas de engrenagens e do gerador.
• Com a função Live Trend ativada, deixe a nacela girar 360 graus como faria durante a rotação normal.
• A ferramenta medirá mudanças posicionais nos componentes do trem de força durante a rotação da nacela.
• Com informações sobre essas mudanças, as equipes podem fazer os ajustes necessários durante o estágio de comissionamento do alinhamento, em vez de serem surpreendidas por problemas de alinhamento mais tarde.

Alinhamento forte, turbinas mais fortes

O conjunto de máquinas, ou trem de força, de uma turbina eólica é um equipamento delicadamente equilibrado. Mesmo o menor desalinhamento, de apenas milésimos de polegada, pode interferir nas operações normais e causar danos significativos. O desalinhamento no conjunto de máquinas também pode interferir na geração de energia.

O verdadeiro desafio? Os técnicos estão sob muita pressão ao alinhar turbinas eólicas. Normalmente, eles vêm de longe e precisam aproveitar ao máximo o tempo limitado no local. As condições são adversas e os espaços são confinados.

É por isso que é tão importante usar as ferramentas certas. Um sistema de alinhamento a laser único de última geração como o RotAlign Touch ajuda qualquer técnico a realizar o trabalho de forma rápida, precisa e precisa, para que as turbinas durem mais e exijam menos manutenção.

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