(Última actualización: 12 de abril de 2023)

Un número creciente de leyes y reglamentos en todo el mundo fomentan el uso de fuentes de energía renovables, como la energía eólica y solar. Las turbinas eólicas suelen funcionar en lugares con entornos hostiles, y se deben realizar inspecciones y mantenimiento diarios. Por lo tanto, TorcStark resume las fallas comunes y los métodos de tratamiento de las turbinas eólicas. Los detalles son los siguientes.

1. Averías comunes y métodos de diagnóstico para el mantenimiento diario de aerogeneradores

1.1 Sistema de control principal

Como uno de los componentes centrales de la turbina eólica, el sistema de control principal controla principalmente el funcionamiento normal y estable de la turbina eólica mediante el envío de juicios lógicos y comandos de acción. Después de una investigación y una investigación exhaustivas, se descubrió que el sistema de control de turbinas eólicas más común se basa principalmente en un diseño modular PLC y una conexión de bus de panel posterior. Aunque la aplicación de este método de control proporciona un fuerte soporte técnico para el funcionamiento eficiente de los aerogeneradores. Sin embargo, debido a la aplicación real de este método de control, a menudo ocurren varias fallas en los dispositivos electrónicos debido a la influencia de factores externos. Por ejemplo, la entrada y salida de la señal digital o analógica del propio módulo son anormales y la luz indicadora del módulo está apagada. Para hacer frente a tales fallas, el personal de mantenimiento adopta principalmente el método de actualizar el programa o reemplazar directamente los componentes. Además, para el diagnóstico y mantenimiento de fallas externas que ocurren durante el funcionamiento de las turbinas eólicas, el personal de mantenimiento utiliza principalmente las indicaciones de alarma emitidas por el sistema SCADA de monitoreo de fondo para determinar rápidamente la ubicación de la falla de los dispositivos externos y luego tomar las medidas correspondientes.

1.2 Caja de cambios

La caja de engranajes es uno de los componentes importantes de la cadena de transmisión de turbinas eólicas doblemente alimentadas, y principalmente juega un papel importante en la conexión del eje principal y el generador. Cuando el personal de mantenimiento revisa la caja de cambios diariamente. No solo debemos prestar total atención a la inspección del sellado de varias partes de la tubería de la caja de cambios, la tapa del extremo, el orificio central, el enfriador, etc., sino que también debemos observar cuidadosamente si hay fugas de aceite o daños en la caja de cambios. Abra regularmente el orificio de observación de la caja de cambios o use herramientas como un endoscopio para verificar el caudal del tubo de inyección de aceite de la caja de cambios y el tamaño del volumen de inyección de combustible, para evitar afectar el funcionamiento normal y estable del viento. turbina debido a una falla en la caja de cambios.

1.3 Sistema de lanzamiento

El sistema de paso no solo es el actuador más importante de la turbina eólica, sino también un factor clave que afecta la eficiencia del control de velocidad del sistema de turbina eólica y la tasa de utilización de la energía eólica. Como componente giratorio, el sistema de paso impone requisitos estrictos sobre el par de torsión de los pernos y dispositivos en el cubo y la estanqueidad de las conexiones. TorcStark ha llevado a cabo una investigación meticulosa sobre la solidez de conexión de dichos equipos y ha lanzado un especial llave hidráulica y tensor para la industria de la energía eólica. De ese modo, se puede reducir la probabilidad de falla del sistema de paso debido a la estanqueidad deficiente de la conexión del perno. Para garantizar el funcionamiento normal y estable de los aerogeneradores, el personal de mantenimiento debe seguir estrictamente los requisitos para comprobar los componentes internos del cubo del sistema de paso durante el proceso de mantenimiento diario.

1.4 Generador

Como componente central indispensable de las turbinas eólicas, los generadores desempeñan principalmente un papel importante en la conversión de la energía mecánica rotatoria en energía eléctrica y en el suministro continuo de recursos eléctricos al sistema eléctrico. Con el aumento continuo de la capacidad instalada de turbinas eólicas en todo el mundo, el tamaño de los generadores de turbinas eólicas también está aumentando. Estos problemas han aumentado hasta cierto punto la dificultad de sellar y proteger los generadores. Debido a la operación continua del generador bajo diferentes condiciones de trabajo o condiciones electromagnéticas, habrá problemas tales como vibración excesiva del generador, calentamiento del cojinete, fractura de la varilla del rotor y daños en el aislamiento. Por lo tanto, el fortalecimiento de la inspección y el mantenimiento diarios de los generadores y el descubrimiento y solución oportunos de problemas en la operación de los generadores promoverá en gran medida la mejora de la eficiencia operativa de los generadores de energía eólica.

1,5 cuchillas

Las palas son los componentes clave para absorber la energía eólica en los sistemas de generación de energía eólica. Generalmente, las palas están hechas de materiales compuestos reforzados con fibra. La detección de palas por parte de las empresas de energía eólica es principalmente para determinar con precisión si hay un problema con las palas mediante el análisis del modo de falla por cambio de tensión del material en diferentes entornos de tensión y el uso de equipos de detección de imágenes infrarrojas. Debido a problemas como grietas y descamación en la superficie de la pala, la distribución de la energía de radiación térmica se verá afectada. Por lo tanto, con la ayuda del método de detección de imágenes infrarrojas, el personal puede detectar y analizar con precisión las grietas en la superficie de las piezas y componentes, y puede encontrar oportunamente las fallas de las palas durante la operación de la turbina eólica. Luego, tome medidas activas y efectivas de mantenimiento para garantizar que la operación segura y estable de las turbinas eólicas no se vea afectada. Además, si se descubre que la superficie de la hoja se ha desprendido durante la inspección, el personal primero debe usar pegamento para fijar la parte desprendida y, después de confirmar que la unión es firme, pulir la hoja para que coincida con la hoja original. forma.

2. Resolución de problemas de aerogeneradores

2.1 Selección del sistema de adquisición y diseño del software

El sistema de adquisición de datos convierte principalmente las señales de varios sensores en señales aceptables a través de A/D y envía las señales de regreso al módulo de almacenamiento de datos. Los tableros de adquisición tienen diferentes modos de trabajo, y la adquisición de recorridos y la adquisición síncrona son dos de los más utilizados. Lo primero significa que la tarjeta de adquisición sigue las reglas correspondientes y recopila señales de varios canales de manera específica. Esto último significa que la tarjeta de adquisición recoge señales simultáneamente a través de múltiples canales. En aplicaciones prácticas, la monitorización de aerogeneradores se puede completar mejor adoptando el método de adquisición síncrona. En cuanto a la implementación del software de diseño, los componentes clave de los módulos de software del sistema son los módulos de diagnóstico de fallas, los módulos de preprocesamiento de señales, los módulos de extracción de características y los módulos de funciones auxiliares.

2.2 Aspectos importantes del diagnóstico de averías en aerogeneradores

Las turbinas eólicas suelen estar ubicadas en un entorno con fuertes vientos, generalmente en áreas duras como áreas silvestres e islas. La carga generada por el viento tiene características irregulares y tendrá un fuerte impacto en el aerogenerador en el estado transitorio, lo que hará que el aerogenerador falle. En la actualidad, la velocidad máxima de los aerogeneradores puede alcanzar las 1500 revoluciones por minuto. Durante la operación a alta velocidad a largo plazo, la caja de cambios experimentará altas temperaturas y calor, y al mismo tiempo, bajo la acción de la carga, la caja de cambios fallará. En la actualidad, las fallas comunes de las cajas de cambios incluyen fallas locales y fallas distribuidas. Las fallas locales incluyen daños en los engranajes, fatiga por flexión, etc., y las fallas distribuidas se dividen en desgaste de la superficie de los dientes, daños en los cojinetes, etc.

Los tipos de fallas que ocurren incluyen lo siguiente:

2.2.1 Dientes rotos

Después de que el engranaje se somete a estrés periódico, aparecerán grietas en la raíz y, después de una carga prolongada, el engranaje romperá los dientes.

2.2.2 Fatiga de la superficie del diente del engranaje

Cuando la caja de engranajes está en movimiento, se ve afectada por la mecánica mecánica, y la fuerza generada hará que los engranajes parezcan en un estado de deslizamiento relativo, pero se producen picaduras, picaduras destructivas y aplastamiento de la superficie de los dientes. Aparece el estado fatigado de la superficie del diente del engranaje, y el estado de falla se manifiesta por la frecuencia de engrane de la señal de vibración, el aumento de la energía de vibración y el aumento de la amplitud de energía.

2.2.3 Pegado de la superficie del diente

Después de que el engranaje se somete a alta velocidad y carga pesada, la caja de cambios se encuentra en un estado de alta temperatura. En este momento, la superficie del diente se ve afectada por la alta temperatura y presión, lo que provocará desgaste en la superficie del diente, y en el estado de deslizamiento relativo de los engranajes, la superficie del diente no puede lubricarse lo suficiente, lo que resulta en una falla de pegado en el diente. superficie.

Las fallas del generador se pueden dividir en fallas del devanado del estator y fallas de los cojinetes.

Cuando ocurre una falla en el devanado del estator, el devanado está dañado, desgastado y agrietado, y el devanado no puede proporcionar aislamiento en este momento.

Cuando ocurre una falla en un rodamiento, diferentes partes de la falla producirán diferentes señales de vibración. Tomando como ejemplo la desalineación del rotor, tales problemas se clasificarán como fallas excéntricas.

Además, el rotor y el estator están soportados por cojinetes, y los cojinetes soportarán una gran carga radial y, bajo la acción de una gran carga, los cojinetes fallarán.

En circunstancias normales, los anillos interior y exterior del rodamiento se dañarán, picarán y desgastarán, y la probabilidad de falla aumentará cuando el rodamiento esté en estado de vibración.

Resumir

Debido a sus ubicaciones remotas y entornos a menudo hostiles, el mantenimiento de las turbinas eólicas es un desafío en sí mismo. Lo que hace que este desafío sea aún más grave son las turbinas cada vez más grandes, las palas más grandes y los vientos más fuertes.

Los expertos e ingenieros de TorcStark están tanto en el terreno como en el laboratorio, con el objetivo de trabajar con los técnicos de turbinas eólicas y los OEM de todo el mundo para desarrollar herramientas de empernado específicas para turbinas eólicas líderes en la industria para satisfacer las futuras necesidades de mantenimiento de turbinas. No importa dónde se encuentre su parque eólico o en qué entorno opere, las herramientas de empernado para energía eólica de TorcStark pueden ayudarlo a mantener rápidamente el equipo de energía eólica y reducir los costos evitables.