Modern Rüzgar Türbinlerinde Anonim Maliyetin Gizli Maliyetleri

Rüzgar türbinleri bıçakları ve onların montaj sistemleri yenilenebilir enerji mühendisliğindeki en büyük yapısal meydan okumayı temsil eder.Bu büyük kompozit yapılar, genellikle uzunluğu 80 metreden fazla, aşırı aerodinamik yüklere, aynı anda korroive deniz ortamları, termal bisiklet ve yüksek frekanslı titreşimler ile kapıştırılması gereken mühendislerden transfer edilmelidir.

Bir taşıyıcı gevşek olduğunda, sonuçlar hızla yükselir. Bir kök bıçağındaki tek bir gevşek cıvata, modern multi-megawatt türbini için günde 5.000 $ tasarruf edebilir. Doğrudan maliyetler şaşırtıcı: Bir bıçak veya yedek çekme için vinç sık sık 250.000 $ daha fazla tasarruf sağlar, bu nedenle modern multi-megawatt türbini için günde 10.000 $ 'a kadar çalıştırılabilir.

Bu makale, rüzgar türbini bıçakları ve montaj montaj montajlarında neden kesicilerin gevşek olduğunu ve kanıtlanmış stratejileri ayrıntıları sağlar - saha bakımı aracılığıyla tasarım optimizasyonundan - bu bunu önlemek.

Bıçakta Loosing Fiziğini ve Hızlıca Dağını Anlamak

Rüzgar türbinlerinde hızlı bir şekilde gevşeklik, rastgele bir olay değildir. Tanımlanabilir ve azaltılabilir öngörülebilir fiziksel mekanizmaları takip eder. Aşağıdaki kök sebeplerinden bir veya daha fazla olan gevşek olayların büyük çoğunluğu.

Transverse Dynamic Loads and the Junker Etkisi

En güçlü mekanizma, sertleştirici ve uçlu parçalar arasındaki bağın ortaya çıkmasıdır.Bu hareket, bıçak kökünde tam olarak ne meydana gelir.Suçlu güçler ve rüzgar hear bıçağın uçmasına ve kenarlı bileşenler arasında göreceli bir şekilde ortaya çıkmasına neden olur.

Gerhard Junker tarafından yapılan klasik araştırma, aksiyel yüklemenin nadiren gevşek bir şekilde dönmesine neden olduğunu göstermiştir. Bunun yerine, uygun kilitleme mekanizmaları olmadan, doğru torklanmış bir cıvata ağır titreşim altında bir süre içinde önyükleme yapar.Bu Junker etkisi, geleneksel ilkbahar kilitleri nedeniyle, bu transversen yükleme mekanizmaları boyunca mevcut değildir.

Embedment ve Creep'tan Yük kaybı

Tüm cıvatalı eklemler, yüksek sıkıştırıcı stres altında yüzeyleri ve iplikleri yapıştırarak yüksek basınçta artış gösterir. Rüzgar türbini bıçak eklemlerinde, bu etki kompozit malzemeler tarafından geliştirilmiştir.

Bu rahatlama, ilk birkaç hafta içinde önceden yük kaybı için hesap verebilir.Eğer bu ilk kaybın yükleme sırasında beklenen ve telafi edilemezse, eklem dış yüklerin tamamen eklemlendiği kritik ön yükün altında düşebilir.Bir kez ayrılık meydana gelir, cıvata deneyimleri önemli ölçüde daha yüksek bükme ve stresler, yorgunluk.

Korozyon ve Yüzey Degradasyon

Offshore ve kıyı rüzgar türbinleri, yerel yapılarda, pompalı damlalar ile çalışır.Camer etkisine birden çok şekilde davranır. İlk olarak, demir oksitlerin inşa edilmesi (güvenli stresler) paslanmaz çelik veya yüksek güçlü çelikler, metalik eklemelerle birlikte ısıtılabilir, son olarak, şişirme etkisi ile yüzeysel korozyonu azaltır.

Termal Bisiklet ve Diferansiyel genişleme

Bıçak kökü eklemi, termal bir sandviçtir. Kompozit bıçak, ısı geçişi ve sözleşmeli eklemlere düşük bir kat daha sahiptir, bu mikro-movlar yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş kurulumda kurulan ön yük ile çalışır. Aşırı iklimlerde, sıcaklık dalgalanmaları bir taraftan, döngü başına birkaç tane daha fazla yük değişir.

Yeterli bir Frekans uzunluğu ve Ortak Stiffness

Kilitli ortak tasarımın temel kuralı, cıvatanın yeterince elastik bir direnç sağlamak için elastik olması gerektiğidir.Saç çok kısa veya çok küçük, cıvata önceden yük kaybetmeden dış yükleri absorbe etmek için yeterince genişletilemez.Sırık bağlantılarda, tasarımcılar en az dört kez cıvata çapının elastik bir direnç sağlamak için bir kavrama uzunluğunda olmalıdır.

Resonance ve Dynamic Amplification

Rüzgar türbinleri yapıların, rotor harmonikleri, kule titreşimleri veya türbübülanslar tarafından heyecanlanabilir doğal frekansları vardır.Eğer eksternal rotasyonel hızlarda çalışan türbin uçları için tasarım aşamasında, vibrasyon amplitüdülleri önlemek için tasarım aşamasında yapılır.Bu fenomen özellikle bıçak kök eklemleri için ilgilidir.

Tasarım ve Önleme Sistemini Tasarlamak

Bağlantılı gevşekleştirmenin önlenmesi, ortakların tüm yaşam döngüsü boyunca kasıtlı bir eylem gerektirir. Aşağıdaki stratejiler önde gelen türbinleri üreticileri ve filo operatörleri tarafından kullanılan en iyi uygulamaları temsil eder.

Dinamik Direnç için Ortak Geometriyi Takip Etmek

Başarı çizim kurulunda başlar. gevşekliğe karşı ilk savunma, bağlantı sistemine iletilen dinamik yükleri en aza indirmek için ortak bir tasarımdır.

  • [FONT:0)Köpürme uzunluğuna göre:[Dönemli: 0,4] Daha fazla elastik bir el elek, cıvatanın önemli bir yük kaybı olmadan küçük göreceli hareketleri barındırmasına izin vermek. Nereden mümkün, uzun bir el elek deliklerde kısa bir kıvrım ile belirtilmesi.
  • [FONT:0)Increase flange sertlik: Sert bir flange dış yükler altında ortak ayrımı azaltır. Finite element analizi, flange kalınlığını optimize etmek için kullanılmalıdır, cıvata çemberi çapında ve flange sertlik dağılımı her bir sabitliğe kadar dinamik yükü azaltır.
  • [FONT:0] Eşdeğerli iplikleri tanımlar: Son derece yüklü bıçak kökü ve bağlantı bağlantıları, kolarse iplikleri genellikle tercih edilir.Onlar daha büyük bir direnç sağlar, daha derin bir iplik nişanı ve iyi ipliklere kıyasla daha fazla direniş sunar.
  • [FONT:0)Instri merkezi özellikleri: [Dönetici: Pilotlar, casuslar veya takvalar, bıçak kökü ve üst yüklerin altında tutma yardım eden saha, oar bileşeninin cıvataları azalttığını azaltın.Bu tasarım uygulaması modern multi-megawatt türlerinde standart hale geldi.

Gerçekleştirilmiş Performans ile Proven Locking Cihazları Kullan

Tek başına sürtünmeye dayalı olarak rüzgar türbini ana rotor bağlantılayıcıları için yeterli değildir. İkincil kilit cihazlar Junker tipi vibrasyon testlerinde kanıtlanmış performanslarına göre belirtilmelidir.

  • [FONT:0]Dön ekranlı yıkamacılar: Bunlar, yüksek çevrim uygulamaları için en güvenilir mekanik kilit cihazı olarak kabul edilir.Gitsel yüzleri ve camları dış yüzleri üzerinde radial dişlerle iki yarıkırıktan oluşur.Simpozyumlar özellikle diğer kilitlerizdeki ön yükleri korur.
  • [FONT:0)Köke kilit fındık:[Dönetici: 1) Bu fındık, ki, olmayan bir deformasyon (tüm metal) veya bir naylon ekleme, tutarlı bir yük topak bağımsız olarak, vibrasyonun orta olduğu uygulamalar için etkilidir.
  • [FONT:0)Anaerobik iplik-kapı yapıştırıcıları: Doğru şekilde temiz, kuru iplikler, orta güçlü (Yerel 243 veya eşdeğer) ve yüksek güçlü yapıştırıcılar, yerdeki fındıkları kilitlemek için yerelleştirilmiş ısıtma gerektirir.
  • [FONT:0] Çift fındık sistemleri:[Döneticileri ve ana mil flange bağlantıları, standart bir fındıkya karşı sıkı sıkıştıran bir yöntem güvenilir, görsel kilit sağlar.Bu yöntem yükleme ve denetim için basit, aşırı yükleme sırasında sık sık kaldırma gerektiren taşıyıcılar için kullanışlıdır.
  • [FONT:0]Serrated flange fındık ve cıvatalar:[Döncüler, baş veya çiftliğe gömülü olan yüzeyin altında serrasyonlar dahil, rotasyona karşı direnmeye karşı direnirler.

Eliminate installation Variability with Hidrolik Gering

Kurun ortak performansdaki en önemli değişken, önceden yükte küçük bir varyasyonun doğal olarak sabitlenmiş bir iplik nedeniyle toplanılabilir. Friction, uygulanan ton% 80 ile% 90 arasında tüketilebilir, yani, yağ veya yüzey koşulundaki küçük bir varyasyonun önceden yüklenebilir. Birçok alanda yapılan ton-kontrollü yüzeysel olarak, tork kontrollü bıçaklı bıçaklı bıçakların ağırlığı %35'i aşan yüklerin % 80'i aşabilir.

Hidrolik gerilim, kritik rüzgar türbinlerinin taşıyıcıları için tercih edilen yöntemdir. Bu işlem, önceden belirlenmiş bir bölgeye cıvata veya ısı çekme için bir hidrolik ram kullanır. fındık daha sonra minimum tok ile taşımaya karşı standart hale gelir ve basınç serbest bırakılır. Çünkü cıvata kontrol edilebilir bir miktar tarafından uzatılır, son yük ±5% arasında doğrulanır.

Torunlu-dönüş yöntemi, hidrolik gerilimin pratik olmadığı bir alternatiftir.Sürücük, ilk olarak düşük “snug” to seat the components, sonra istenen elongasyon elde etmek için belirtilen bir açıyla doğrulanabilir.Bu yöntem basit torklama ve eklem geometrisinin doğru bilgi gerektirir.

İşletim Ortamları için Hızlı ve Kaplamalar seçin

Bağlantılar için malzeme seçimi uzun vadeli gevşek dirençte doğrudan bir faktördür. Yüksek güçlü çelik bağlantıcı 10.9 veya 12.9 yaygındır, ancak hidrojen embrittlement ve korozyona karşı dikkatli koruma gerektirir.

  • [FONT:0]Hydrogen embrittlement direniş: [Döneticiler için yüksek güçlendiriciler için, hidrojeni tanıtabilecek elektro kaplama kaplama kaplama kaplamalarından kaçınırlar.
  • [FONT=0]Friction Stabil:[Dönetici:[Dönetici:0) ⁇ Eklem stabilitesi:[Dönetici:0) Yüzeylerin sürtünme katsayısı tutarlı ve öngörülebilir olmalıdır. İmalatın kullanılması durumunda daha doğru toplana kadar.
  • [FONT=0)Corrosion direnişi: [Döneticiler için [Döneticiler için], paslanmaz çelik bağlantıcılar (örneğin 1.4462), pition ve crevice korozyonuna karşı üstün bir direniş sunar, bir köksüzlüğü ortadan kaldırır ve olaysız gevşekleştirme nedeni de aşırı ortamlar için yol kat eder.
  • [FONT=0)Lubrikasyon yönetimi:[Dönetici:[Döntilmiş) Pasifler veya diğer yüksek basınçlı yağlar, montaj sırasında parçaları ve yatak yüzeyleri kontrol edilebilir bir kat sağlar. Ancak, yağlayıcı kaplama sistemi ile eşleştirilmelidir ve her türlü benzerlikten sonra yeniden uygulanmalıdır.

Operasyonel İzleme ve Bakım ile Bütünleme

Mükemmel tasarım ve kurulumla bile, gevşekliğe karşı savaş asla kalıcı olarak kazanmıyor. yapılandırılmış bir bakım rejimi zarar vermeden önce tespit ve doğru yük kaybı tespit etmek için gereklidir.

Basel ve İlk Yıl Yeniden Oluşturucu Oluşturun

Hemen hemen takip edilen türbin komisyonu, en önemli yük kaybının gömülü ve kompozit ürpertici nedeniyle meydana geldiği zamandır. endüstri standardı ilk 500 saat süren operasyondan sonra ilk yeniden sipariş veya yeniden niyetlendirme yapmaktır. Ancak, kör re-torquing zaten verimsiz veya eğer bir cıvata mevcutsa, ek tok toklama başarısız olabilir.

Doğru yaklaşım, ek gerilim uygulamadan önce önceden yükleri incelemek ve ölçmektir. Ultrasonik cıvata metre, teknisyenlerin her bir cıvatanın gerçek uzunluğu ve stresini ölçmelerine izin verir.Mevcut okumaları yüklemede alınan temel okumaları karşılaştırarak, operatörlerin hangi cıvataları kaybettiğini ve geri yüklemeye ihtiyacı olduğunu belirleyebilirler ve bu da cıvataların istikrarlı olmasını sağlar.

Deploy Distance Visual and Titreşimli Muayene

Bıçak kök cıvataları genellikle bir vinç, asansör veya ip erişim gerektirir - bunların hepsi önemli maliyet ve güvenlik planlaması içerir. rutin izleme için, uzaktan teknikler giderek değerlidir.

  • [FONT:0]Drone tabanlı görsel denetim: Yüksek çözünürlüklü uçaklar, tüm rotorlu arabirimlerin uçsuz dalgalar için incelenebilir. Bazı gelişmiş dronelar, boş zaman aralığı tespit edilebilir, boşluklar altında boşluklar veya yanlış tonlamalar tüm yüklere sahip olabilir.
  • [FONT:0) Hızlandırılmış bir koşul izleme: Saha sistemi, ortak gevşeklik ile ilişkili vibrasyon modellerinde değişiklikleri tespit edebilir. yüksek frekanslı enerji veya yeniden yapılan bir değişim, bir cıvatalı ortakların yük altında açılıp açıldığını gösterebilir. Tüm bu sinyallerin tamamına entegre eder.
  • [FONT:0)Instrumented cıvatas:) Akıllı bağlantıcılar, sert ölçümler veya akustik sensörler içeren sabit bakımlar sürekli, gerçek zamanlı önceden yük verileri sağlar.Şu anda en kritik uygulamalarla sınırlıyken, şirketler gibi ).BOLT[D][/FONT][/FONT][/FONT][/FONT=)

Data-Driven Bakım Trendleri Tahmin Etme

Modern bilgisayarlı bakım yönetimi sistemleri (CMMS) her yükleme etkinliğini takip etmelidir.Bu bilgi ile operatörler düşük akış okumaları, tork değerleri ve çevresel koşulları analiz ederek, filo operatörleri desenlerini belirleyebilirler. Örneğin, belirli bir türbin modellemesi veya bıçak türü, ilk yıl içinde tutarlı bir yük kaybı gösterebilir.Bu bilgi ile operatörler düşük rüzgar hızları sırasında proaktif olarak yeniden sipariş verebilir ve acil onarım maliyetlerini azaltır.

Periyodik Denetim Torunları

İlk yılın ötesinde, planlanan denetim tork kontrolleri, herhangi bir bağlantının önceden belirlenmiş aralıklarla yapılmalıdır (bu denetimler, bu ortakların tüm setlerini rastgele olarak seçmeyi ve ultrasonik veya diğer imha yöntemleri aracılığıyla mevcut olmayan önyüklemelerini ölçmektir.

Endüstri Evrimi: Başarısızlık Şekil Modern Standartlarından Nasıl Dersler

Rüzgar endüstrisi, bugün her zaman taşıyıcı dinamiklerin anlayışına sahip değildi. 1990'ların sonlarında ve 2000'lerin başlarında, IEC400-1 ve DNV-ST-0362 gibi bir bıçak tutma hatasının ortaya çıkmasının ardından, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ve diğer vücutların incelenen birçok başarısızlıkların yüksek yük ve yetersiz kilitlemenin bir kombinasyonunun ortaya çıktığını ortaya koydu.

Bugünün türbinleri, öncekilerden daha güvenilirdir, ancak meydan okuma gelişmektedir. Büyük rotorlar daha yüksek yükler ve daha uzun bıçaklar, daha yüksek vakumlu yüzeylere ve daha pahalı erişim anlamına gelir, tek bir bağlantı hatasının maliyetine yatırım yapan operatörlerin maliyeti daha büyük bir şekilde azalır (M36, M42 ve hatta M48'in yaygın hale gelmesi), daha düşük enerji pompasına doğru giden yüksek orandaki yüksek orandaki yüksek orandaki betonarme ve daha yüksek olan yüksek enerjilerin yüksek orandaki yüksek orandaki hıza doğru geçişleri sağlayan yüksek enerjilerin yüksek orandaki yüksek orandaki hıza kadar yüksek orandaki yüksek orandaki yüksek orandaki yüksek orandaki yüksek orandaki artışlara cevap verir.

Ortak Güvenilirlik için Birleşik Sistem

Rüzgar türbinlerinde taşıyıcıyı önlemek ve tepeler tek bir bölüm veya tek bir araç için bir görev değildir.Bu, mühendislik tasarımı, tedarik, yükleme ve işlemleri kullanarak temellendirilmiş bir toplanlama yöntemi ile tasarlanmıştır.En sonunda, ortaklar uzaktan denetim, izleme ve hedef alan doğrulama ile birlikte yaşam boyunca takip edilmelidir.

Bu kapsamlı yaklaşımı benimsemekte, rüzgar türbinleri sahipleri ve operatörler, bağlantılı bıçakların ve arızaların riskini neredeyse ortadan kaldırabilir, güvenlik, kârlılık ve gelecek on yıllar boyunca varlıklarının operasyonel bütünlüğüne sahip olabilirler.Bugün bütünsel bir cıvatalı ortak yönetim programında yatırım yapmak, düşük bakım maliyetlerinden dolayı yarını öder ve genişletilmiş türbin ömrü boyunca.