Ошибка стоимостью 200,000 XNUMX долларов, которую продолжают совершать операторы ветряных турбин

Несоосность редукторов ветряных турбин может привести к дорогостоящему ремонту, расходы на который превышают $200,000 XNUMX. Регулярная центровка с использованием лазерных инструментов, таких как RotAlign и OptAlign от Prüftechnik, может предотвратить сбои, сократить время простоя и максимально повысить эффективность турбины.

• Несоосность коробки передач, вызванная воздействием окружающей среды и эксплуатационным износом, приводит к вибрации, износу и потере энергии.
• Лазерные инструменты для центровки представляют собой безопасные, точные и эффективные решения для поддержания надежности турбин.
• Регулярные проверки соосности обеспечивают более плавную работу и сокращают дорогостоящие простои.

Мир все больше зависит от чистой энергии, собираемой ветряными турбинами. Поскольку мировые лидеры спешат удовлетворить растущий спрос на энергию ветра и продолжают наращивать инфраструктуру, один фактор часто упускается из виду в производстве чистой энергии: важность поддержания существующих ветряных турбин.

Ветроэнергетика является одним из наиболее экономически эффективных способов получения энергии, средняя нормированная стоимость которой составляет всего 32 доллара за мегаватт-час (МВт-ч) в 202 году2 для проектов на суше. Способность отдельной ветровой турбины достигать наивысшего коэффициента мощности и рентабельности во многом зависит от ее обслуживания. Ожидается, что ветряные турбины будут долговечными 20 до 30 лет После установки и в течение всего этого времени коробка передач является наиболее дорогостоящим компонентом в обслуживании.

Ветровые турбины не могут работать без редуктора, который преобразует низкую скорость вращения турбины в гораздо более высокие скорости, необходимые генератору. Хотя редукторы не выходят из строя так часто, как другие компоненты, ремонт расходы могут вырасти до более чем 200,000 XNUMX долларов когда они это сделают.

Помимо замены самого редуктора, расходы на аренду крана и стоимость рабочей силы могут повысить цену ремонта редуктора. Для морских ветровых турбин также необходимо учитывать специализированную помощь от техников, которые приплывают к месту ремонта. Добавьте к этому потерю дохода из-за простоя во время ремонта, и стоимость ветроэнергетики резко возрастет, если редукторы ветровых турбин не обслуживаются должным образом.

Несоосность: предотвратимая поломка стоимостью 200,000 XNUMX долларов 

Основная причина большинства неисправностей коробок передач сводится к одному фактору: нарушению соосности.

В ветряной турбине редуктор играет важную роль в преобразовании низкой скорости вращения лопастей турбины в высокую скорость вращения, необходимую генератору для выработки электроэнергии. Редуктор действует как умножитель скорости через ряд шестерен.

Редуктор должен быть выровнен с главным валом, приводимым в движение ротором ветровой турбины, чтобы обеспечить плавную передачу мощности и минимизировать нагрузку на компоненты редуктора. Он также должен быть выровнен с валом генератора. Несоосность может привести к вибрации, чрезмерному износу, потере энергии, более высоким расходам на техническое обслуживание и даже привести к дорогостоящей замене редуктора.

Многие факторы могут в конечном итоге привести к несоосности. Сама природа установок ветряных турбин означает, что они подвержены интенсивным силам природы, которые в конечном итоге могут сместить детали из соосности. Некоторые причины несоосности включают:

• Факторы окружающей среды, такие как резкие колебания температуры, неравномерный или чрезмерный крутящий момент, вызванный колебаниями скорости ветра, а также удары молний.
• Эксплуатационные напряжения, например, постоянная вибрация от ветровых нагрузок и движения ротора, что со временем приводит к усталости и износу компонентов.
• Ошибки обслуживания, например, невыполнение точного выравнивания после первоначальной установки, плохо закрепленные болты, неправильная сборка и неправильная регулировка.

Если несоосность не обнаружить и не устранить, это приведет к таким проблемам, как избыточная вибрация, износ таких компонентов, как подшипники и муфты, а также потеря энергии из-за трения и повышения температуры.

Со временем это приведет к катастрофическому отказу, вызывая сотни тысяч долларов расходов на ремонт. Из-за их часто удаленного расположения, огромного размера компонентов и потери производства энергии во время простоя турбинные редукторы влекут за собой непомерные расходы на ремонт и финансовые потери, если не обслуживаются должным образом.

Проблемы регулировки коробки передач

Конструкция и размер ветряных турбин делают невозможным использование традиционных методов выравнивания. Из-за их очень большого размера и огромного крутящего момента, редуктор и компоненты находятся под защитным кожухом, который обеспечивает безопасность рабочих во время вращения турбины. Кожух можно снять только тогда, когда ротор закреплен и предохранительный штифт установлен на место, что гарантирует отсутствие передачи крутящего момента на входной вал.

Однако для того, чтобы произошло выравнивание, необходимо снять крышку с компонентов, чтобы обеспечить доступ к выравнивающим приспособлениям, при этом турбина должна продолжать вращаться. Так как же можно безопасно и точно выровнять редукторы ветряных турбин с помощью современных инструментов?

Лазерная центровка: единственный способ выровнять редукторы ветряных турбин

Лазерная центровка — единственный безопасный и точный способ выровнять оба соединительных вала ветряной турбины в соответствии со спецификациями производителя и обеспечить безопасность рабочих. Хотя те же самые проблемы безопасности применимы к методам лазерной центровки, уникальные особенности технологии лазерной центровки Prüftechnik поддерживают выравнивание, одновременно оберегая рабочих от опасности.

Ниже описано, как использовать устройства выравнивания RotAlign или OptAlign для выравнивания редуктора ветряной турбины.

1. Сначала принимаются обычные меры безопасности для обеспечения безопасности рабочих во время процесса выравнивания. Ротор закрепляется, включается рабочий тормоз и устанавливается предохранительный штифт.
2. Затем рабочие снимают защитную крышку, чтобы открыть приводную тягу. Лазер и соответствующий датчик надежно закреплены на сопряженном валу. Пока крышка открыта, рабочий тормоз и стопорный штифт отпускаются. Рабочие на месте отходят как можно дальше от вала.
3. При снятии мер безопасности ветер поворачивает лопасти вала турбины, начиная процесс выравнивания. Режим измерения SWEEP позволяет определить качество выравнивания при угле поворота всего 60 градусов. Однако ветряная турбина может продолжать вращаться намного дальше 60 градусов, даже совершая несколько оборотов, прежде чем ее снова можно будет остановить — на что и рассчитаны инструменты выравнивания Prüftechnik. При включенном режиме SWEEP более высокий угол вращения позволит выполнять еще более точные измерения, а многократные повороты не будут препятствовать выравниванию.
4. RotAlign или OptAlign вычисляют результаты выравнивания всего за несколько секунд. Один датчик с двумя поверхностями детектора может вычислять выравнивание из любого положения, независимо от того, где они находятся, когда турбина возвращается к остановке.
5. После остановки турбины, когда лазер и датчик все еще установлены, меры безопасности возвращаются на место — роторный тормоз включен, а роторный штифт заблокирован. После активации тормозных устройств рабочие могут начать процесс повторной центровки. Функция Live Move от Prüftechnik позволяет отслеживать результаты центровки по обеим осям в режиме реального времени до тех пор, пока не будут достигнуты цели центровки.

Поддержка надежности ветряных турбин сейчас и в будущем

Ветроэнергетика за последнее десятилетие пережила взрывной рост. В 2013 году мировое производство составило 635 тераватт-часов (ТВт-ч) и выросло до 2,325 всего десять лет спустя.

Ожидается, что рост продолжится, поскольку глобальная зависимость от возобновляемой энергии увеличивается. Увеличилось не только количество установок ветряных турбин, но и размер самих турбин также увеличился.

Размер ветряных турбин напрямую связан с их способностью извлекать энергию из ветра. Чем больше турбина, тем больше энергии может вырабатывать одна установка. 2013, в США не было турбин с роторами диаметром более 115 метров. Десять лет спустя 98% вновь установленных ветряных турбин имели роторы больше этого, а средний диаметр ротора составил 133.8 метра. Хотя эти усовершенствования позволяют турбинам производить больше энергии, они также подвергают компоненты турбин eеще большая сила, что в конечном итоге влияет на их выравнивание.

Несоосность ветряных турбин является основной причиной до 30% простоя, но регулярная центровка может значительно сократить это число. Рекомендации производителей турбин могут различаться, но как минимум, центровка турбины должна быть проверена при вводе в эксплуатацию, шесть месяцев после инистроительства и один раз в год после этого.

Инструменты лазерной центровки Prüftechnik, такие как OptAlign и RotAlign, обеспечивают безопасную и точную центровку редукторов ветряных турбин. Prüftechnik является мировым лидером на рынке оборудования для лазерной оптической центровки, а его инструменты центровки мирового класса помогают командам избегать дорогостоящего ремонта, обеспечивая плавную работу турбины и максимальную эффективность.