Rüzgar Türbinde Dengenin Eleştirel Rolü ve Performans

Rüzgar enerjisi küresel yenilenebilir portföyünün temel taşı olarak genişlemeye devam ettikçe, modern türbinlerin uzun yıllar boyunca büyüdükleri ve yıllık enerji üretimini uygulamaya koyup, 10 MW'lık bir deniz türbini, uzun süre boyunca rotorlarla 200 metreden fazla mesafeye sahip olabilir - bu ölçeklerde, geri dönen bileşenlerdeki küçük bir dengesizlik bile şiddetli dinamik yüklere dönüştü ve yıllık enerji üretimini uygulamaya sokuyor.

Denge, bir rotasyonel eksen etrafında kütle dağılımını ifade eder. Bir dönen bir topluluğun her elemanı - bıçaklar, merkez, ana mil, şanzıman, jeneratör rotor - rotasyonun eksenleriyle uyumlu, sistem sorunsuz bir şekilde çalışır.Her bir sapma, rotasyonel frekansta, titreşimleri nacelle, kule ve temelin üzerindeki her türlü dengenin nasıl hızlandığını ve ölçümlemenin ne kadar hızlandırılmasını sağlar.

Rüzgar Türbinlerinde Rotor Imbalance'in Temelleri

Bir rüzgar türbini rotoru içinde Imbalance öncelikle üç kategoriye ayrılmıştır: statik dengesizlik, çift dengesizlik ve dinamik dengesizlik.Her tür farklı titreşim kalıpları üretir ve belirli düzeltme stratejileri gerektirir.

Statik Imbalance

Statik dengesizlik tek bir bıçak veya tüm rotor montajının merkezi tek bir radyal yönde dengelenir, çünkü bir ağırlık bir tarafa eklenir.Bu durum, rotorla tekrarlanabilir - ağır nokta alta döner.

Çift Imbalance

Çift dengesizlik, iki eşit kütlenin iki farklı uçakta 180 derece ayrı olduğu, bir kayalık veya bir anda net statik güç olmadan bir kayalık yaratmakta olduğu dinamik bir durumdur. rotorun kitle merkezi uzun, esnek rotorlar ve kütle dağılımı, bir eksendeki fazı dengelemek için 1P titreşimi yaratır - örneğin, arka tarafta yukarı / yukarı doğru taşıma ve yan yanar.

Dinamik Imbalance

Dinamik dengesizlik, hem statik hem de çift bileşenleri birleştirin, böylece kütlenin merkezi dengedir ve inertia'nın ana eksenleri rotasyonel eksene göre eğimli bir şekilde dengelenir. pratikte, neredeyse tüm gerçek dünya dengesizlikleri dinamik ölçümler en az iki uçaktaki ölçümler için ölçümler gerekir.

Key Wind Energy Bileşenler Üzerine Etkisi

Denge koşulları, sürücülükteki her geri dönüş bölümünü etkiler. Aşağıdaki bölümler, dengesizliklerin belirli bileşenleri ve hangi başarısızlık mekanizmalarının en yaygın olarak sahada gözlemlendiğini ayrıntılı olarak detaylandırır.

Blades

Bıçaklar, 12 rpm'de dönen en görünür ve en aerodinamik olarak hassas bir elementtir.Sağlar arasında bir kütle dengesizliği yaratır (veya tek bir bıçak içinde) belirgin vivrektomiler ile hızlanan 20 yıllık tasarım ömrü boyunca, bu döngü yükleri 12 rpm'de dönen, kırıklıkların dengesiz bir kütlesini aşabilir ve bir şekilde yeniden değerlendirmenin yüzde 500 N'sini azaltır.

Alan çalışmaları, dengesiz uç ağırlıkları kullanarak bıçak kök bükme anlarını yüzde 10–15 oranında artırabileceğini gösteriyor, doğrudan 3-5 yıl boyunca bıçak kütlesi ve CG (kürücük ağırlık) ölçümleri, site bazlı olmayan sabit ağırlıkları kullanarak, büyük OEMT için standart uygulamalardır. [Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL))[Dönetici)[Dönetici)[Dönetici)

Ana Sayfalar ve Shaft

Ana yatak rotoru destekler ve yüksek radial ve yelten yükleri dengesizlikten yanar. Bir dengesizlikli rotor, devrim başına bu döngüleri bir kez taşıyan sinüssel bir yük getirir.Bu döngüsel yükleme, stabil yağlama film formunu dengelemek, mikropitlemeye yol açabilir, spalling ve erken taşıma başarısızlıkları, rüzgar türbininin en yüksek üç nedeni arasındadır, genellikle bu maliyeti 100,000- €200,000 $ 'a kadar,000'ye kadar dengelemek için.

Denge aynı zamanda ana mil. Shaft viskisini etkiler - bir vibrasyonel istikrarsızlık - rotorun dengesiz an çiftleri mili yanlış bir şekilde atlatmasına izin veren daha büyük olasılıkla. 1P bileşeni dinamik dengeleme yoluyla geri yükleme birincil eksaj kaynağının ortadan kaldırılmasına izin verir, sürüşün hız aralığında sorunsuz çalışmasını sağlar.

Şanağı

Ekran, büyük bileşen yedeklerinin yaklaşık% 20'si için makineli hataların hesaplandığını ve genellikle sigortanın 250.000 $ 'dan fazla şarj ettiğini gösteriyor.Imbalances:0).Windpower Engineering & Development), veritabanı ilk gezegendeki dişli noktalarına doğrudan doğrultma ve eşitsiz diş yüklemesine neden oluyor.Bu, önemli ölçüdeki stres ve kayma hız artış ve sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan ve dişli ve dişli güçlendirici ve dişliler.

Dinamik dengesizlik, 1P'de, sürücüyü ayarlayan doğal frekanslarını heyecanlandırabilir, dişlileri kullanarak yüksek frekanslı titreşimler üreterek, 30-60'a kadar, bu torsional oscillations, çatlakları gevşekleştirebilir ve hatta güneş dişlileri dağıtmaya sebep olur.

Jeneratör Jeneratör

Doğrudan bir sürücü veya dişli jeneratöründe, rotor dengesizliği, jeneratörü vibrate'ye göre vibrate'ye göre devre dışı bırakmak, hava boşluk üniformalarını azaltmak (DFIGs), dengesiz manyetik çekme (UMP), daha pahalı bir geri yükleme (öpücük hasarlar oluşturmak ve her 3-5 yıl boyunca şarj etmek için yol açar.Bu, yüksek ısı ve yalıtım bozulmasına yardımcı olur.In dovly indüksiyon jeneratörleri (DFIGs), dengesizlikli vibrübrasyonun sıvısı, tırnak takmak için neden olabilir.

Yaw System ve Tower

Imbalance sadece dönen parçaları etkilemez.Nacelle aracılığıyla gelen periyodik titreşim, üç tane rotorlu motor dişlilerini heyecanlandırır, yaw ring dişlerini hızlandırır ve pedleri ekstra olarak, kule vibrasyonel modları - özellikle ilk ve ikinci bükme modları - özellikle de 3P'ye kadar çiftleşir - üç boyutlu rotorlu rotorlu bir motor kumandanları zorlanır.

Denge ölçüm ve düzeltme teknikleri

Etkili dengeleme analitik tahmin, alan ölçümü ve kesin ağırlık yerleştirme gerektirir. Aşağıdaki teknikler farklı türbin yaşamlarında kullanılır.

Üretim Balancing

Üretim sırasında, her bıçak statik ve dinamik olarak her türlü temel olarak amaçlanmış olan rigs. Blades ağırlıkları ölçülür ve yerçekimi merkezleri ölçülür. Balancing seri sayıları kaydedilir ve bıçaklar minimum kütle varyasyonu ile ayarlanır - genellikle zaman içinde 0,5-1% içinde kütlesel hesaplamalar kullanılarak bir birim olarak dengelenir.

Alan Balancing

Alan dengelemesi, yükleme ve operasyon sırasındaki rotor dengesizliği içerir: “Ücretsiz rotorlar:0)[Dönemli:2) Tek uçak dengelemesi) - iki yatak odalı dairelerde test ağırlıkları kullanarak, hem de büyük rotorlarda uygun iki yöndeki uygun şekilde test edin.[Dönemli)[Dönemli)[Düzücük hızlar için yüksek çözünürlükte 6.4T: 6,9-[D)[Dönemli hızlar için yüksek çözünürlükte).

Alan dengeleme tipik olarak% 50-80 oranında nacelle vibrasyonunu azaltır. 2 MW Tür üzerinde bir vaka çalışması, titreşim nedeniyle 2-günlük bir alan dengesinin düşük dişli titreşimi 4.5 mm / 1.2 mm /s'den 1.2 mm'ye kadar azaltıldığını ve 13.5 rpm'de bir rezonansın gücü üretimini % 2 oranında yükseltti.

Otomatik Balancing Systems

Gelişen teknoloji, iç mülkleri veya bıçak pisti mikro-adjustments'ı gerçek zamanlı olarak dengelemek için telafi etmek için aktif dengeleme sistemleri içeriyor.Ancak, bu sistemler manuel müdahalenin pahalı olduğu deniz türbinleri üzerinde yargılanıyor.Kaynakların yaşamı boyunca optimum dengeyi korumak için söz veriyor, icing, or materialwind.

Proper Balance'ın Ekonomik Etkisi

Sert dengelemenin finansal yararları, onarım maliyetlerinin ötesine uzatıldı. Geliştirilmiş güvenilirlik, 20 yıllık bir yaşam döngüsünde daha yüksek oranda rüzgar çiftliğini artırabildi ve bu 100 MW rüzgar çiftliğinde bu, 1–2 milyonluk bir ek gelirde artış gösterdi.

Ayrıca, dengeli bileşenler, vitreusasyonlarını tetiklemeden yüksek güç seviyelerinde çalışabilmek için türbinler sağlar. Birçok rüzgar çiftliği operatörleri, kapsamlı bir rotor dengesi kampanyasından sonra ortalama güç çıktısı, kontrol sistemi tarafından üretilen güç kesintisi nedeniyle% 0.5-1.5 artış gösterir. yılda bir 3 MW Türbin ürettiğinden, yıllık olarak ortalama olarak 18,000-8,000 MW tasarruf sağlayan bir ürün artışı, ortalama satın alma gücünde yılda% 15,000-8,000 € artış anlamına gelir.

Balancing ayrıca yedek parçaları tüketimini azaltır.Demir yeniden inşa aralıkları 7 ila 10 yıl boyunca sürücüsüz vibrasyon 2 mm /s altında tutulursa, Ana yatak yedekleri 3-5 yıl boyunca ertelenebilir.Her yıl genişletilmiş yaşam süresi Enerjinin Düzeyli Maliyetini azaltır ve proje finansmanı için Türlü bankaability geliştirir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Denge fabrikada elde edilen tek bir özellik değildir - bu riskleri azaltmak için dinamik bir durumdur. Imbalance, yüksek enerji üretiminde birincil bir titreşim şoförü, yorgunluk ve bıçaklarda erken başarısızlık, dişliler, jeneratörler ve yapısal bileşenler.Modern alan dengeleme teknikleri, bu riskleri azaltabilmektedir. Veriler açıkça ifade edilir: Hassas enerji üretimine yatırım yapmak, daha düşük bakım maliyetlerine ve yüksek enerji üretimindeki doğrudan geri ödemeye yatırım yapmak, yüksek enerjili bir bileşen.

Türbin boyutları büyümeye devam ediyor ve endüstri 15+ MW makineye doğru itiyor gibi, fakir denge için cezalar daha da ağır hale geliyor. rüzgar enerjisinin geleceği gelişmiş dengeleme sensörlerine, tahmin edilebilir analizlere ve belki de rotorları mükemmel bir şekilde dengeleyen aktif geri bildirim kontrol sistemlerine güvenecektir. Şimdilik, bitki operatörleri ve hizmet ekipleri, titreşim trendine dayanan ve planlanan ağırlık ayarlamalarına dayanan programları dengelemek için en güçlü şekilde havaya uçurur.