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Um número crescente de leis e regulamentos em todo o mundo incentiva o uso de fontes de energia renováveis, como energia eólica e solar. As turbinas eólicas geralmente operam em locais com ambientes hostis e devem ser feitas inspeções e manutenções diárias. Portanto, TorcStark resume as falhas comuns e métodos de tratamento de turbinas eólicas. Os detalhes são os seguintes.

1. Falhas comuns e métodos de diagnóstico para manutenção diária de turbinas eólicas

1.1 Sistema de controle principal

Como um dos principais componentes da turbina eólica, o sistema de controle principal controla principalmente a operação normal e estável da turbina eólica enviando julgamentos lógicos e comandos de ação. Após investigação e pesquisa aprofundadas, descobriu-se que o sistema de controle de turbina eólica mais comum é baseado principalmente no design modular do PLC e na conexão do barramento de backplane. Embora a aplicação desse método de controle forneça forte suporte técnico para a operação eficiente de turbinas eólicas. No entanto, devido à aplicação real deste método de controle, muitas vezes ocorrem várias falhas em dispositivos eletrônicos devido à influência de fatores externos. Por exemplo, a entrada e a saída do sinal digital ou analógico do próprio módulo estão anormais e a luz indicadora do módulo está apagada. Para lidar com essas falhas, o pessoal de manutenção adota principalmente o método de atualização do programa ou substituição direta de componentes. Além disso, para o diagnóstico e manutenção de falhas externas que ocorrem durante a operação de turbinas eólicas, o pessoal de manutenção usa principalmente os prompts de alarme emitidos pelo sistema SCADA de monitoramento em segundo plano para determinar rapidamente a localização da falha de dispositivos externos e, em seguida, tomar as medidas correspondentes.

1.2 Caixa de engrenagens

A caixa de engrenagens é um dos componentes importantes da corrente de transmissão da turbina eólica de dupla alimentação e desempenha principalmente um papel importante na conexão do eixo principal e do gerador. Quando o pessoal de manutenção revisa a caixa de engrenagens diariamente. Não só devemos prestar muita atenção à inspeção da vedação de várias partes da tubulação da caixa de engrenagens, tampa final, orifício central, resfriador, etc., mas também observar cuidadosamente se há vazamento de óleo ou danos na caixa de engrenagens. Abra regularmente o orifício de observação da caixa de câmbio ou use ferramentas como um endoscópio para verificar a vazão do tubo de injeção de óleo da caixa de câmbio e o tamanho do volume de injeção de combustível, para evitar afetar o funcionamento normal e estável do vento turbina devido a uma falha da caixa de engrenagens.

1.3 Sistema de passo

O sistema de inclinação não é apenas o atuador mais importante da turbina eólica, mas também um fator chave que afeta a eficiência do controle de velocidade do sistema de turbina eólica e a taxa de utilização da energia eólica. Como um componente rotativo, o sistema de passo impõe requisitos rígidos sobre o torque dos parafusos e dispositivos no cubo e o aperto das conexões. A TorcStark conduziu uma pesquisa meticulosa sobre a solidez da conexão de tais equipamentos e lançou um especial chave hidráulica e tensor para a indústria de energia eólica. Assim, a probabilidade de falha do sistema de passo devido ao aperto abaixo do padrão da conexão do parafuso pode ser reduzida. Para garantir a operação normal e estável das turbinas eólicas, o pessoal de manutenção deve seguir rigorosamente os requisitos para verificar os componentes internos do cubo do sistema de pitch durante o processo de manutenção diária.

1.4 Gerador

Como um componente essencial indispensável das turbinas eólicas, os geradores desempenham principalmente um papel importante na conversão de energia mecânica rotativa em energia elétrica e no fornecimento contínuo de recursos elétricos ao sistema elétrico. Com o aumento contínuo da capacidade instalada de turbinas eólicas em todo o mundo, o tamanho dos geradores de turbinas eólicas também está aumentando. Esses problemas aumentaram até certo ponto a dificuldade de vedar e proteger os geradores. Devido à operação contínua do gerador em diferentes condições de trabalho ou condições eletromagnéticas, haverá problemas como vibração excessiva do gerador, aquecimento do mancal, fratura da haste do rotor e danos ao isolamento. Portanto, fortalecer a inspeção diária e a manutenção dos geradores e descobrir e resolver problemas na operação dos geradores em tempo hábil promoverá grandemente a melhoria da eficiência operacional dos geradores de energia eólica.

1.5 Lâminas

As pás são os principais componentes para a absorção de energia eólica em sistemas de geração de energia eólica. Geralmente, as lâminas são feitas de materiais compósitos reforçados com fibras. A detecção de pás por empresas de energia eólica é principalmente para determinar com precisão se há um problema com as pás, analisando o modo de falha de mudança de tensão do material em diferentes ambientes de tensão e usando equipamentos de detecção de imagem infravermelha. Devido a problemas como rachaduras e descamação na superfície da lâmina, a distribuição da energia de radiação térmica será afetada. Portanto, com a ajuda do método de detecção de imagens infravermelhas, a equipe pode detectar e analisar com precisão as rachaduras na superfície de peças e componentes e encontrar falhas nas pás durante a operação da turbina eólica. Em seguida, tome medidas ativas e eficazes de manutenção para garantir que a operação segura e estável das turbinas eólicas não seja afetada. Além disso, se a superfície da lâmina estiver descolada durante a inspeção, a equipe deve primeiro usar cola para fixar a parte destacada e, após confirmar que a ligação está firme, polir a lâmina para torná-la consistente com a lâmina original forma.

2. Resolução de problemas de turbinas eólicas

2.1 Seleção do sistema de aquisição e projeto de software

O sistema de aquisição de dados converte principalmente os sinais de vários sensores em sinais aceitáveis através de A/D e envia os sinais de volta para o módulo de armazenamento de dados. As placas de aquisição têm diferentes modos de trabalho, e a aquisição de tour e a aquisição síncrona são duas comumente usadas. O primeiro significa que o cartão de aquisição segue as regras correspondentes e coleta sinais de vários canais de maneira direcionada. O último significa que o cartão de aquisição coleta sinais simultaneamente por meio de vários canais. Em aplicações práticas, o monitoramento de aerogeradores pode ser melhor concluído adotando-se o método de aquisição síncrona. Em termos de implementação do software de design, os principais componentes dos módulos de software do sistema são módulos de diagnóstico de falhas, módulos de pré-processamento de sinal, módulos de extração de recursos e módulos de funções auxiliares.

2.2 Aspectos importantes do diagnóstico de falhas em turbinas eólicas

As turbinas eólicas geralmente estão localizadas em um ambiente com ventos fortes, geralmente em áreas inóspitas, como áreas selvagens e ilhas. A carga gerada pelo vento tem características irregulares e terá um forte impacto na turbina eólica no estado transitório, o que fará com que a turbina eólica falhe. Atualmente, a velocidade máxima das turbinas eólicas pode chegar a 1.500 rotações por minuto. Durante a operação de alta velocidade a longo prazo, a caixa de engrenagens experimentará alta temperatura e calor e, ao mesmo tempo, sob a ação da carga, a caixa de engrenagens falhará. Atualmente, as falhas comuns dos redutores incluem falhas locais e falhas distribuídas. As falhas locais incluem danos na engrenagem, fadiga por flexão, etc., e as falhas distribuídas são divididas em desgaste da superfície do dente, danos nos rolamentos, etc.

Os tipos de falhas que ocorrem incluem o seguinte:

2.2.1 Dentes quebrados

Depois que a engrenagem é submetida a estresse periódico, rachaduras aparecem na raiz e, após uma carga de longo prazo, a engrenagem quebra os dentes.

2.2.2 Fadiga da superfície do dente da engrenagem

Quando a caixa de engrenagens está em movimento, ela é afetada pela mecânica mecânica, e a força gerada fará com que as engrenagens apareçam em um estado de deslizamento relativo, mas corrosão, corrosão destrutiva e esmagamento superficial ocorrem na superfície do dente. O estado fatigado da superfície do dente da engrenagem aparece, e o estado de falha é manifestado pela frequência de malha do sinal de vibração, o aumento da energia de vibração e o aumento da amplitude de energia.

2.2.3 Colagem da superfície do dente

Depois que a engrenagem é submetida a alta velocidade e carga pesada, a caixa de engrenagens fica em um estado de alta temperatura. Neste momento, a superfície do dente é afetada por alta temperatura e pressão, o que causará desgaste na superfície do dente e, no estado de deslizamento relativo das engrenagens, a superfície do dente não pode ser suficientemente lubrificada, resultando em falha de colagem no dente superfície.

As falhas do gerador podem ser divididas em falhas no enrolamento do estator e falhas nos rolamentos.

Quando ocorre uma falha no enrolamento do estator, o enrolamento é danificado, desgastado e rachado, e o enrolamento não pode fornecer isolamento neste momento.

Quando ocorre uma falha no rolamento, diferentes partes da falha produzirão diferentes sinais de vibração. Tomando como exemplo o desalinhamento do rotor, tais problemas serão classificados como falhas excêntricas.

Além disso, o rotor e o estator são suportados por rolamentos, e os rolamentos suportarão uma grande carga radial e, sob a ação de uma grande carga, os rolamentos falharão.

Em circunstâncias normais, os anéis interno e externo do rolamento serão danificados, corroídos e desgastados, e a probabilidade de falha aumentará quando o rolamento estiver em estado de vibração.

Resumir

Por causa de suas localizações remotas e ambientes frequentemente hostis, a manutenção de turbinas eólicas é um desafio em si. O que torna esse desafio ainda mais severo são as turbinas cada vez maiores, as pás maiores e os ventos mais fortes.

Os especialistas e engenheiros da TorcStark estão no local e no laboratório, com o objetivo de trabalhar com técnicos de turbinas eólicas e OEMs em todo o mundo para desenvolver ferramentas de aparafusamento específicas para turbinas eólicas líderes do setor para atender às futuras necessidades de manutenção de turbinas. Não importa onde seu parque eólico esteja ou em que ambiente ele opere, as ferramentas de aparafusamento para energia eólica TorcStark podem ajudá-lo a manter rapidamente o equipamento de energia eólica e reduzir os custos evitáveis.