Külək Elektrik Şəbəkəsinin Xəbərləri: Xülasə: Bu məqalə külək turbinlərinin ötürücü zəncirindəki üç əsas komponentin - kompozit qanadların, sürət qutularının və generatorların nasazlıq diaqnostikasının və sağlamlığın monitorinqinin inkişafının cari vəziyyətini nəzərdən keçirir və mövcud tədqiqat vəziyyətini və əsas məlumatları ümumiləşdirir. bu sahə metodunun aspektləri.Külək enerjisi avadanlığında kompozit qanadların, ötürücü qutuların və generatorların üç əsas komponentinin əsas nasazlıq xüsusiyyətləri, nasazlıq formaları və diaqnostika çətinlikləri ümumiləşdirilmiş, mövcud nasazlıqların diaqnostikası və Sağlamlığın monitorinqi üsulları və nəhayət, bu sahənin inkişaf istiqamətləri üçün perspektivlər verilmişdir.
0 Ön söz
Təmiz və bərpa olunan enerjiyə böyük qlobal tələbat və külək enerjisi avadanlıqlarının istehsalı texnologiyasındakı əhəmiyyətli irəliləyiş sayəsində külək enerjisinin qlobal quraşdırılmış gücü durmadan artmağa davam edir.Qlobal Külək Enerjisi Assosiasiyasının (GWEC) statistik məlumatlarına görə, 2018-ci ilin sonuna külək enerjisinin qlobal quraşdırılmış gücü 597 GVt-a çatdı, bunlardan Çin 200 GVt-dan çox quraşdırılmış gücü olan ilk ölkə oldu və 216 GVt-a çatdı. , ümumi qlobal quraşdırılmış gücün 36-dan çoxunu təşkil edir.%, o, dünyanın aparıcı külək enerjisi kimi mövqeyini qoruyub saxlamaqda davam edir və əsl külək enerjisi ölkəsidir.
Hal-hazırda külək enerjisi sənayesinin davamlı sağlam inkişafına mane olan mühüm amil ondan ibarətdir ki, külək enerjisi avadanlığı ənənəvi qalıq yanacaqlara nisbətən enerji istehsalı vahidinə daha yüksək xərc tələb edir.Fizika üzrə Nobel mükafatı laureatı və ABŞ-ın keçmiş energetika naziri Zhu Diven genişmiqyaslı külək enerjisi avadanlığının istismarı təhlükəsizliyinə zəmanətin ciddiliyi və zəruriliyinə diqqət çəkdi və yüksək istismar və texniki xidmət xərcləri bu sahədə həll edilməli olan mühüm məsələlərdir [1] .Külək enerjisi avadanlıqlarından daha çox ucqar ərazilərdə və ya insanların əli çatmayan dəniz ərazilərində istifadə olunur.Texnologiyanın inkişafı ilə külək enerjisi avadanlıqları genişmiqyaslı inkişaf istiqamətində inkişaf etməyə davam edir.Külək enerjisi qanadlarının diametri artmaqda davam edir, nəticədə yerdən mühüm avadanlığın quraşdırıldığı naselə qədər olan məsafə artır.Bu, külək enerjisi avadanlığının istismarına və texniki xidmətinə böyük çətinliklər gətirdi və aqreqatın texniki xidmət xərclərini artırdı.Qərbin inkişaf etmiş ölkələrində külək enerjisi avadanlıqlarının ümumi texniki vəziyyəti və külək təsərrüfatı şərtləri arasındakı fərqlərə görə, Çində külək enerjisi avadanlığının istismarı və texniki xidmət xərcləri gəlirin yüksək hissəsini təşkil etməyə davam edir.Quruda istismar müddəti 20 il olan külək turbinləri üçün texniki xidmət xərcləri Külək fermalarının ümumi gəliri 10%~15% təşkil edir;dəniz külək stansiyaları üçün bu nisbət 20% ~ 25% [2] kimi yüksəkdir.Külək enerjisinin yüksək istismar və texniki xidmət xərcləri əsasən külək enerjisi avadanlıqlarının istismarı və texniki xidmət rejimi ilə müəyyən edilir.Hazırda əksər külək stansiyaları müntəzəm texniki qulluq metodunu qəbul edirlər.Potensial nasazlıqları vaxtında aşkar etmək mümkün deyil və bütöv avadanlığın təkrar təmiri də istismar və texniki xidmətin artmasına səbəb olacaqdır.xərc.Bundan əlavə, nasazlığın mənbəyini vaxtında müəyyən etmək mümkün deyil və müxtəlif vasitələrlə yalnız bir-bir araşdırıla bilər ki, bu da böyük istismar və texniki xidmət xərcləri gətirəcəkdir.Bu problemin həlli yollarından biri fəlakətli qəzaların qarşısını almaq və külək turbinlərinin xidmət müddətini uzatmaq və bununla da külək enerjisinin vahid enerji çıxışı xərclərini azaltmaq üçün külək turbinləri üçün struktur sağlamlıq monitorinqi (SHM) sisteminin işlənib hazırlanmasıdır.Buna görə də külək enerjisi sənayesi üçün SHM sisteminin inkişaf etdirilməsi zəruridir.
1. Külək enerjisi avadanlığının monitorinq sisteminin cari vəziyyəti
Külək enerjisi avadanlığı strukturlarının bir çox növləri var, əsasən bunlar: ikiqat qidalanan asinxron külək turbinləri (dəyişən sürətli dəyişən addımlı işləyən külək turbinləri), birbaşa ötürücülü daimi maqnitli sinxron külək turbinləri və yarı birbaşa ötürücülü sinxron külək turbinləri.Birbaşa ötürücülü külək turbinləri ilə müqayisədə, ikiqat qidalanan asinxron külək turbinlərinə sürət qutusu dəyişən sürət avadanlığı daxildir.Onun əsas strukturu Şəkil 1-də göstərilmişdir. Bu tip külək enerjisi avadanlıqları bazar payının 70%-dən çoxunu təşkil edir.Buna görə də, bu məqalə əsasən bu tip külək enerjisi avadanlıqlarının nasazlığının diaqnozu və sağlamlıq monitorinqini nəzərdən keçirir.
Şəkil 1 İkiqat qidalanan külək turbininin əsas strukturu
Külək enerjisi avadanlığı uzun müddətdir ki, külək küləkləri kimi mürəkkəb dəyişən yüklər altında gecə-gündüz işləyir.Sərt xidmət mühiti külək enerjisi avadanlığının istismar təhlükəsizliyinə və texniki xidmətinə ciddi təsir göstərmişdir.Alternativ yük külək turbininin qanadlarına təsir edir və ötürücü zəncirindəki podşipniklər, vallar, dişli çarxlar, generatorlar və digər komponentlər vasitəsilə ötürülür, bu da ötürmə zəncirinin xidmət zamanı nasazlığa son dərəcə meylli olmasını təmin edir.Hazırda külək enerjisi avadanlığı ilə geniş təchiz olunmuş monitorinq sistemi külək enerjisi avadanlığının cərəyan, gərginlik, şəbəkəyə qoşulma və digər şərtlər kimi iş vəziyyətinə nəzarət edə bilən, həyəcan siqnalı və hesabat kimi funksiyalara malik olan SCADA sistemidir;lakin sistem statusa nəzarət edir Parametrlər məhduddur, əsasən cərəyan, gərginlik, güc və s. kimi siqnallardır və hələ də əsas komponentlər üçün vibrasiya monitorinqi və nasazlıqların diaqnostikası funksiyaları yoxdur [3-5].Xarici ölkələr, xüsusilə Qərbin inkişaf etmiş ölkələri uzun müddətdir ki, külək enerjisi avadanlığı üçün xüsusi olaraq vəziyyətin monitorinqi avadanlıqları və analiz proqramları işləyib hazırlayıblar.Yerli vibrasiya monitorinqi texnologiyası nəhəng daxili külək enerjisinin uzaqdan istismarı və texniki xidmət bazarının tələbi ilə idarə olunmaqla gec başlasa da, yerli monitorinq sistemlərinin inkişafı da sürətli inkişaf mərhələsinə qədəm qoydu.Ağıllı nasazlıq diaqnostikası və külək enerjisi avadanlığının erkən xəbərdarlıq mühafizəsi külək enerjisinin istismarı və texniki xidmətinin dəyərini azalda və səmərəliliyini artıra bilər və külək enerjisi sənayesində konsensus əldə etdi.
2. Külək enerjisi avadanlığının əsas nasazlıq xüsusiyyətləri
Külək enerjisi avadanlığı rotorlardan (qanadlar, hublar, meydança sistemləri və s.), rulmanlar, əsas vallar, sürət qutuları, generatorlar, qüllələr, əyilmə sistemləri, sensorlar və s. ibarət mürəkkəb elektromexaniki sistemdir. Külək turbininin hər bir komponenti xidmət zamanı alternativ yüklər.Xidmət müddəti artdıqca müxtəlif növ zədələr və ya nasazlıqlar qaçılmaz olur.
Şəkil 2 Külək enerjisi avadanlığının hər bir komponentinin təmir xərclərinin nisbəti
Şəkil 3 Külək enerjisi avadanlığının müxtəlif komponentlərinin dayanma müddəti nisbəti
Şəkil 2 və Şəkil 3-dən [6] görünə bilər ki, qanadların, sürət qutularının və generatorların səbəb olduğu fasilələr ümumi planlaşdırılmamış fasilələrin 87%-dən çoxunu, texniki xidmət xərcləri isə ümumi texniki xidmət xərclərinin 3-dən çoxunu təşkil edir./4.Buna görə də, vəziyyətin monitorinqində, nasazlığın diaqnostikası və külək turbinlərinin, qanadların, sürət qutularının və generatorların sağlamlığının idarə edilməsinə diqqət yetirilməli olan üç əsas komponentdir.Çin Bərpa Olunan Enerji Cəmiyyətinin Külək Enerjisi Peşəkar Komitəsi 2012-ci ildə milli külək enerjisi avadanlığının iş keyfiyyətinə dair sorğuda[6] qeyd etdi ki, külək enerjisi kanatlarının nasazlıq növlərinə əsasən çatlama, ildırım vurması, qırılma və s. daxildir. uğursuzluğun səbəbləri arasında dizayn, istehsal, istehsal və nəqliyyatın tətbiqi və xidmət mərhələlərində özünü və xarici amillər daxildir.Sürət qutusunun əsas funksiyası elektrik enerjisi istehsalı üçün aşağı sürətli külək enerjisindən sabit istifadə etmək və iş mili sürətini artırmaqdır.Külək turbininin istismarı zamanı sürət qutusu dəyişən gərginliyin və zərbə yükünün təsirindən nasazlığa daha çox həssas olur [7].Sürət qutularının ümumi nasazlıqlarına dişli nasazlıqları və podşipnik nasazlıqları daxildir.Sürət qutusunun nasazlıqları əsasən rulmanlardan qaynaqlanır.Rulmanlar sürət qutusunun əsas komponentidir və onların nasazlığı tez-tez sürət qutusunun fəlakətli zədələnməsinə səbəb olur.Yatağın nasazlıqlarına əsasən yorğunluqdan soyulma, aşınma, qırılma, yapışdırma, qəfəsin zədələnməsi və s. daxildir [8], bunlar arasında yorğunluq soyulması və aşınma yuvarlanan rulmanların ən çox yayılmış iki nasazlığıdır.Ən çox görülən dişli nasazlıqlarına aşınma, səth yorğunluğu, qırılma və qırılma daxildir.Generator sisteminin nasazlıqları mühərrik nasazlıqlarına və mexaniki nasazlıqlara bölünür [9].Mexanik nasazlıqlara əsasən rotorun nasazlığı və yatağın nasazlığı daxildir.Rotor nasazlıqlarına əsasən rotor balansının pozulması, rotorun qırılması və boş rezin qolları daxildir.Mühərrik nasazlıqlarının növləri elektrik və mexaniki nasazlıqlara bölünə bilər.Elektrik xətalarına rotorun/stator bobininin qısaqapanması, rotor çubuqlarının qırılması nəticəsində yaranan açıq dövrə, generatorun həddindən artıq istiləşməsi və s.;mexaniki nasazlıqlara generatorun həddindən artıq vibrasiyası, yatağın həddindən artıq istiləşməsi, izolyasiyanın zədələnməsi, ciddi aşınma və s.
Göndərmə vaxtı: 30 avqust 2021-ci il
