Vodič za održavanje kliznog prstena vjetroturbine

Održavanje kliznog prstena vjetroturbine održava kontrolu nagiba, prijenos snage i komunikaciju signala stabilnim unutar gondole. Sam klizni prsten je mala komponenta, ali kada pokvari, može izvući cijelu turbinu van mreže. PremaNREL istraživanje operacija energije vjetra, neplanirani zastoji su jedan od najvećih pokretača troškova u pogonu i održavanju vjetroelektrana, a električne pod-komponente u gondoli stalno doprinose.

Klizni prsten turbine živi u teškom okruženju: kontinuirana rotacija, vibracije, promjene temperature, prašina od četkica, vlažnost, uljna magla i zrak na moru{0}}napunjen solima. Produženje njenog vijeka nije samo zamjena istrošenih četkica. Zavisi od kombinacije rutinske inspekcije, kontrole prašine, nadzora istrošenosti četkica, integriteta brtvljenja i odabiraklizni prsten vjetroturbinekoji zapravo odgovara uslovima lokacije.

Ovaj vodič pokriva zašto se klizni prstenovi turbine istroše, koje simptome treba tražiti, kako zakazati preglede, kako odlučiti između čišćenja, popravke i zamjene i šta treba navesti pri nabavci zamjenske jedinice.

Zašto je važno održavanje kliznog prstena za vjetroturbine

Turbina zarađuje samo kada radi. Greška kliznog prstena unutar glavčine često će se prvo pojaviti kao greška u kontroli nagiba ili pad signala senzora, a turbinski regulator će smanjiti ili zaustaviti stroj dok se greška ne otkloni. Ako je osnovni uzrok trošenje četkice ili kontaminacija, greška će se stalno vraćati.

Dobro održavanje pomaže operaterima:

• Smanjite neplanirana zaustavljanja izazvana greškama u tonu ili na čvorištu{0}}signala
• Zaštitite površinu provodnog prstena od sekundarnog oštećenja uzrokovanog istrošenim-četkama
• Uhvatite kvarove zaptivanja prije nego voda ili ulje stignu na kontaktni put
• Planirajte zamjenu četkice i kliznog prstena tokom zakazanih servisnih perioda umjesto hitnih poziva
• Izbjegnite veće troškove usluge neplaniranih uspona, posebno na moru

Cilj nije reagovati nakon neuspjeha. Služi za rano otkrivanje habanja i održavanje kliznog prstena u čistom, zapečaćenom, mehanički stabilnom kućištu.

Šta klizni prsten radi u vjetroturbini

Unutar turbine, klizni prsten prenosi električnu snagu i signale između stacionarne strukture gondole i rotirajuće glavčine. U većini modernih turbina on se nalazi duž glavnog vratila i služi za sistem kontrole nagiba. Za širu pozadinu, pogledajte ovosveobuhvatan vodič za klizne prstenove za vjetroturbine.

Prenos snage za kontrolu nagiba

Lopatice turbine mijenjaju kut kako bi odgovarale brzini vjetra i kako bi zaštitile pogon od jakog vjetra. Pitch sistemu treba stabilno napajanje za svoje motore, pogone i rezervnu bateriju. Klizni prsten je jedini električni put koji prelazi rotirajući interfejs. Ako se pritisak na kontaktu četkice pomjera, otpor raste i pogoni nagiba mogu vidjeti pad napona ili isključenje na podnaponu.

Signal i podaci iz čvorišta

Isti klizni prsten obično prenosi signale niskog-nivoa: enkodere nagiba lopatice, senzore temperature, senzore vibracija i komunikaciju kontrolera koraka. Ovi signali su osjetljivi na električni šum. Istrošene četke, provodljiva prašina kroz izolatorski razmak ili korodirani terminal mogu dovesti do povremenog gubitka signala koji će SCADA sistem pročitati kao grešku kontrolera, a ne kao problem kliznog prstena. Zbog toga zdravlje kliznog prstena pripada stablu za rješavanje problema kad god se greška nagiba pojavi samo tokom rotacije.

Uobičajeni uzroci kvara kliznog prstena vjetroturbine

Istrošenost četkica i degradacija kontakta

Habanje četkica je normalno, ali nekontrolirano trošenje četkica je najčešći uzrok problema s kliznim prstenom koji se može izbjeći. Kako se četke skraćuju, sila opruge opada, kontaktni pritisak postaje neujednačen, a kontaktni otpor raste. Rezultat je toplina na kontaktnoj tački, šum signala i na kraju ožiljak na površini prstena koji se neće oporaviti nakon čišćenja. Detaljan mehanizam je pokriven u ovom pregleduodržavanje četke s kliznim prstenom.

Prašina, ulje, vlaga i kontaminacija

Prašina od četkica je kontaminant koji operateri prvo vide. Očekuje se tanak film. Nagomilavanje koje premošćuje susjedne staze, taloži se na izolatorima ili oblaže signalne prstenove senzora nije normalno i obično signalizira jednu od tri stvari: zakašnjelo čišćenje, abnormalno trošenje četkice ili neusklađenost materijala četke.

Ostali zagađivači ovise o lokaciji:

• Obalne i morske turbine– vazduh{0}}napunjen solima ubrzava koroziju na izloženom metalu i stari zaptivke brže od predviđenog. Vidizaštita od korozije u brodskim kliznim prstenovimaza materijale i strategije premaza koji se drže.
• Pustinjske lokacije– fina prašina prodire u istrošene zaptivke i spaja se s prašinom od četkica stvarajući abrazivnu pastu na površini prstena.
• Hladna i{0}}visinska mjesta– ciklusi temperature izazivaju kondenzaciju unutar kućišta ako odzračnik ili zaptivke nisu pravilno specificirani.
• Starije turbine– magla mjenjača ili hidrauličnog ulja može migrirati u kućište kliznog prstena i skratiti vijek trajanja četke.

Vibracije, neusklađenost i mehaničko naprezanje

Turbine vibriraju. Osovina kliznog prstena mora da ide tačno sa glavnom osovinom. Ako spojnica proklizne, montažni držač olabavi ili kablovi prenose naprezanje u kućište, vidjet ćete neravnomjerno trošenje četkica na jednoj strani prstena, preuranjenu buku ležaja ili četkicu koja se haba po suženom uzorku. Ništa od ovoga se ne čisti čišćenjem.

Neispravno održavanje i fizička zloupotreba

U terenskim inspekcijama, ponavljajući nalaz su mehanička oštećenja uzrokovana od strane tehničara koji koriste klizni prsten kao stepenicu ili ručku za hvatanje pri radu u glavčini. Ostale greške koje se mogu izbjeći uključuju dublje uduvavanje prašine u sklop sa-zrakom pod visokim pritiskom, oštro savijanje kablova na ulazu u kućište i preskakanje obrtnog momenta specificiranog OEM-a- na zavrtnjima terminala.

Simptomi kvara kliznog prstena vjetroturbine: rani znaci upozorenja

Većina kvarova na kliznom prstenu se najavi prije nego što se turbina isključi. Obučite tehničare da prepoznaju ove znakove tokom planiranog servisa.

Povremeni gubitak tona ili signala senzora

Signal koji pada samo dok se rotor okreće, ili samo na određenim pozicijama rotora, ukazuje na problem kontakta, a ne na problem s kontrolerom. Ponovljeni kodovi grešaka koji se brišu pri ponovnom pokretanju klasičan su simptom kliznog prstena.

Nenormalno nakupljanje prašine od četke

Lagani, ravnomjerno raspoređeni sivi film je normalan. Teška, neujednačena ili masna prašina nije. Premošćivanje prašine između kolosijeka ili taloženje na signalnim kontaktima će na kraju uzrokovati struju curenja i šum.

Vidljivo habanje, toplotni tragovi ili korozija

Tokom inspekcije potražite obezbojene površine prstena, plave ili smeđe toplotne tragove, napuknutu izolaciju između šina, zelenu ili bijelu oksidaciju na terminalima i bilo kakve znakove tragova vlage unutar kućišta. Katalog ofuzroci i znakovi habanja kliznog prstenadaje korisnu vizuelnu referencu.

Neobičan električni šum ili ponovljeni kvarovi u upravljanju

Ako se greške u kontroli nagiba stalno vraćaju nakon softverskog resetiranja ili zamjene kontrolera, izmjerite otpor kontakta i otpor izolacije na kliznom prstenu prije zamjene skuplje elektronike.

Raspored održavanja kliznog prstena vjetroturbine

Učestalost inspekcija treba da prati servisni priručnik turbine OEM, priručnik proizvođača kliznih prstenova i uslove okoline na lokaciji. Raspored u nastavku je tipična referenca za kopnene turbine u normalnom radu. Prilagodite na osnovu radnih sati, istorije kvarova i izloženosti lokacije.

Obalne, pučinske i pustinjske turbine obično trebaju kraće intervale između vizualnih koraka i koraka čišćenja.Standardi za vjetroturbine serije IEC 61400postaviti širi okvir za zahtjeve dizajna i usluga, ali stvarni brojevi potiču iz priručnika proizvođača OEM-a i kliznih prstenova.

Kako održavati klizne prstenove vjetroturbina: 6 praktičnih koraka

Korak 1: Pokrenite strukturiranu vizualnu inspekciju

Otvorite kućište tokom planiranog servisa. Fotografirajte unutrašnjost prije nego što bilo što dodirnete. Zatim provjerite, po redoslijedu: dužinu četke u odnosu na oznaku istrošenosti, boju i raspodjelu prašine, površinu prstena za narezivanje ili promjenu boje, izolacijske praznine za premošćivanje prašine, terminale za oksidaciju, kablove za habanje i brtve za pukotine ili kompresijski set.

Korak 2: Uklonite prašinu od četke bez širenja

Koristite mali ESD{0}}sigurni usisivač ili meku četku, a ne komprimirani zrak pod visokim pritiskom, osim ako proizvođač to izričito ne odobri. Komprimirani zrak gura provodljivu prašinu u ležajeve, iza izolatora i na signalne tragove senzora gdje ju je najteže ukloniti. Ako se koristi zrak, trebao bi biti suv, bez ulja-, pod niskim pritiskom i usmjeren prema van.

Korak 3: Održavajte kućište čistim i pravilno zatvorenim

Ako nađete ponovljene kontaminacije, čišćenje nije rješenje. Zaptivka, odzračnik ili uvodnica kabla curi. Zamijenite zaptivke, provjerite IP ocjenu kabelskih uvodnica i provjerite funkcionira li odzračnik (ako je ugrađen). Za pozadinu o klasama zaptivanja, pogledajte ovo objašnjenjeIP ocjene kliznog prstena, a za zapečaćene dizajne vididizajn vodootpornog kliznog prstena.

Korak 4: Pratite istrošenost četkica prije nego što dostigne granicu

Zamijenite četke prije nego dođu do granice habanja, a ne poslije. Četka koja ide do opruge izgrebat će površinu prstena, a to oštećenje obično zahtijeva potpunu zamjenu kliznog prstena. Ako klizni prsten koristi modularni blok četkica, zamijenite cijeli blok kao set tako da kontaktni pritisak ostane ujednačen. Zabilježite dužinu četkice pri svakom pregledu kako biste mogli predvidjeti sljedeći prozor zamjene.

Korak 5: Provjerite kablovske veze i mehaničku montažu

Labavi terminali i natezanje kabla odgovorni su za iznenađujući udio "kvarova kliznog prstena" za koje se ispostavi da su kvarovi na ožičenju. Zategnite terminale prema specifikaciji, provjerite radijus savijanja kabela na ulazu u kućište, potvrdite moment zatezanja montažnih vijaka i potražite tragove vibracija na nosaču.

Korak 6: Zaštitite klizni prsten od fizičke zloupotrebe

Označite kućište kliznog prstena tako da se ne koristi kao stepenica ili rukohvat. Ova pojedinačna promjena sprječava kategoriju oštećenja koju nijedan plan održavanja ne može uočiti unaprijed.

Tabela za rješavanje problema s kliznim prstenom vjetroturbine

Čišćenje vs popravka vs zamjena: kako odlučiti

Kada je čišćenje dovoljno

• Nakupljanje prašine je lagano, a kontaktne površine su i dalje glatke
• Ne evidentiraju se ponavljajući kodovi grešaka
• Nije vidljiva korozija, voda ili ulje
• Četke imaju preostali vijek trajanja
• Brtve i uvodnice za kablove su netaknute

Kada je potrebna zamjena četkice

• Četke su na ili blizu granice istrošenosti
• Habanje je neravnomjerno po bloku četkica
• Mjerenja kontaktnog pritiska su van specifikacije
• Kod inače zdravih prstenova pojavljuju se šum signala ili povremeni kvarovi
• Preporučeni interval proizvođača je dostignut

Kada je potpuna zamjena kliznog prstena pravi poziv

• Površina prstena je urezana, udubljena ili je{0}}oštećena toplinom
• Otpor izolacije je opao i čišćenje ga ne obnavlja
• Korozija je stigla do unutrašnjih komponenti
• Ležajevi su bučni ili grubi
• Ista greška se vraća nakon čišćenja i zamjene četkice
• Trenutni klizni prsten ne odgovara uslovima na gradilištu i stalno pokvari rano

Ako zamjenjujete klizni prsten više puta u istoj turbini, jedinica je vjerovatno nedovoljno{0}}specificirana za lokaciju. Sljedeći odjeljak pokriva šta treba promijeniti.

Kako odabrati zamjenski klizni prsten za vjetroturbine

Kupovina zamjene like-za-like je pravi potez samo ako je original izdržao svoj nominalni vijek trajanja. Ako nije, tretirajte zamjenu kao ponovnu{3}}specifikaciju, a ne zamjenu. Ključni parametri za potvrdu:

• Broj strujnih krugova i nazivna struja po kolu– uskladiti opterećenje pogona po nagibu uključujući vršne vrijednosti, a ne samo kontinuirano opterećenje.
• Kanali signala i tip signala– enkoder, Ethernet, CAN bus, RS-485, analogni senzori; svaki ima različite zahtjeve za zaštitu i kontakt.
• Nazivni napon i klasa izolacije– uključujući jaz između staza snage i signala.
• Brzina rotacije– klizni prstenovi nagiba vide nizak broj obrtaja u minuti, ali visoke radne cikluse; potvrdite vijek trajanja četke na stvarnom radnom mjestu.
• Raspon radne temperature– u hladnoj klimi su potrebni materijali za četke i maziva koja su prilagođena niskim temperaturama.
• IP ocjena i zaptivanje– IP65 ili više je uobičajeno za čvorišta turbina; offshore obično zahtijeva više.
• Zaštita od korozije– nehrđajući hardver, obložena kućišta i zapečaćeni uvodnici za kablove za morska i obalna mjesta.
• Dizajn četke i mogućnost servisiranja– modularni izmjenjivi blokovi četkica skraćuju vrijeme servisiranja, posebno na udaljenim i offshore lokacijama.
• Montažne dimenzije i sučelje osovine– provjerite u odnosu na postojeći držač i spojnicu.
• Izlaz kabla, tip konektora i dužina kabla– pre-prekinuti sklopovi skraćuju vrijeme puštanja u rad unutar čvorišta.

Za ne-standardne zahtjeve, većina kvarova se može dizajnirati pomoću aprilagođeni klizni prstenizgrađen oko stvarne liste krugova, IP klase i mogućnosti servisiranja četkica koje je potrebno mjestu.

Kako dizajn kliznog prstena utječe na vijek trajanja

Održavanje smanjuje kvarove koji se mogu izbjeći. Dizajn odlučuje koliko često je održavanje potrebno na prvom mjestu.

• Materijal četke– četke od metalnih{0}}grafita, srebra-grafita i plemenitih-metalnih vlakana stvaraju različite količine prašine pri različitim gustoćama struje. Pravi izbor zavisi od strujnog kola, a ne od zadanog kataloga.
• Modularni blokovi četkica– neka tehničar zameni četke za nekoliko minuta tokom planiranog prekida rada umesto da menja ceo klizni prsten.
• Dizajn zaptivanja i ventilacije– razlika između kućišta koje ostaje suho deset godina i onog koji se kondenzira unutra svake zime.
• Kućišta{0}}otporna na koroziju– eloksirani aluminijum ili nerđajući čelik sa zapečaćenim kablovskim uvodnicama za priobalna i priobalna mesta.
• Zaštita signala i odvajanje kolosijeka– fizička i električna izolacija između strujnih i signalnih kola kako bi podaci enkodera visine tona bili čisti.
• Ocena ležaja i podmazivanje– usklađeno sa stvarnom radnom snagom, a ne samo sa brzinom rotacije.

Klizni prsten određen jednom za stvarne uslove na lokaciji gotovo uvijek košta manje tokom vijeka trajanja turbine od jeftinije jedinice koja se zamjenjuje dva puta.

Zaključak

Produženje vijeka trajanja kliznog prstena vjetroturbine kombinacija je dvije stvari: plana održavanja koji rano otkriva habanje i kliznog prstena dizajniranog za stvarnu lokaciju. Rutinska inspekcija, pažljiva kontrola prašine, praćenje istrošenosti četkica, provjere brtvljenja i dnevnik održavanja otkrit će većinu problema prije nego što stignu do kontrolera. Određivanjem prave jedinice pri sljedećoj zamjeni zatvara se petlja.

Ako vaše turbine bilježe ponovljeno trošenje četkica, ponavljajuće greške u nagibu ili kontaminaciju koja se stalno vraća nakon čišćenja, specifikacija kliznog prstena je vjerojatno dio problema. Inženjerski timovi koji se izgrade prema stvarnoj listi strujnih kola, IP klasi i servisiranju četkica koji su potrebni lokaciji mogu pregledati postojeću jedinicu i predložiti zamjenu dizajniranu da je nadživi.Razgovarajte sa inženjerom kliznih prstenova za vjetroturbinesa vašom listom krugova, uslovima lokacije i historijom kvarova, i zatražite specifikaciju zamjene, a ne podudaranje{0}}broja dijela.