Sprievodca údržbou klzného krúžku veternej turbíny

Údržba zberného krúžku veternej turbíny udržuje stabilnú reguláciu sklonu, prenos energie a signálnu komunikáciu vo vnútri gondoly. Samotný zberný krúžok je malý komponent, ale keď zlyhá, môže stiahnuť celú turbínu offline. PodľaVýskum prevádzky veternej energie NREL, neplánované odstávky sú jedným z najväčších nákladových faktorov v prevádzke a prevádzke veternej farmy a elektrické čiastkové{0}}komponenty v gondole sú opakovaným prispievateľom.

Klzný krúžok turbíny žije v náročnom prostredí: nepretržitá rotácia, vibrácie, teplotné výkyvy, prach kefiek, vlhkosť, olejová hmla a vzduch na mori-naplnený soľou. Predĺženie jeho životnosti nie je len o výmene opotrebovaných kefiek. Závisí to od kombinácie rutinnej kontroly, kontroly prachu, sledovania opotrebovania kief, integrity tesnenia a výberu aklzný krúžok veternej turbínyktorá skutočne vyhovuje podmienkam lokality.

Táto príručka sa zaoberá tým, prečo sa zberné krúžky turbíny opotrebúvajú, aké príznaky treba hľadať, ako naplánovať kontroly, ako sa rozhodnúť medzi čistením, opravou a výmenou a čo špecifikovať pri získavaní náhradnej jednotky.

Prečo je údržba klzného krúžku veternej turbíny dôležitá

Turbína zarába iba vtedy, keď beží. Porucha zberného krúžku vo vnútri náboja sa často prejaví najskôr ako chyba regulácie sklonu alebo pokles signálu snímača a regulátor turbíny zníži výkon alebo zastaví stroj, kým sa porucha neodstráni. Ak je hlavnou príčinou opotrebovanie kefy alebo znečistenie, porucha sa bude neustále vracať.

Dobrá údržba pomáha operátorom:

• Znížte počet neplánovaných zastávok vyvolaných chybami signálu -výšky alebo rozbočovača
• Chráňte vodivý povrch krúžku pred sekundárnym poškodením spôsobeným-opotrebovanými kefami
• Zachyťte poruchy tesnenia skôr, ako voda alebo olej dosiahne kontaktnú dráhu
• Naplánujte si výmenu kefy a zberného krúžku počas plánovaných servisných okien namiesto núdzových volaní
• Vyhnite sa vyšším nákladom na služby pri neplánovaných výstupoch, najmä na mori

Cieľom nie je reagovať po neúspechu. Slúži na včasné zistenie opotrebovania a udržiavanie zberného krúžku vo vnútri čistého, utesneného, ​​mechanicky stabilného krytu.

Čo robí klzný krúžok vo veternej turbíne

Vnútri turbíny zberný krúžok prenáša elektrickú energiu a signály medzi stacionárnou konštrukciou gondoly a rotačným nábojom. Vo väčšine moderných turbín je umiestnený pozdĺž hlavného hriadeľa a slúži na systém regulácie sklonu. Pre širšie pozadie pozri totokomplexný sprievodca zbernými krúžkami veterných turbín.

Prenos výkonu pre Pitch Control

Lopatky turbíny menia uhol tak, aby zodpovedali rýchlosti vetra a chránili hnacie ústrojenstvo pri silnom vetre. Systém pitch potrebuje stabilné napájanie pre svoje motory, pohony a zálohovanie batérie. Klzný krúžok je jedinou elektrickou cestou, ktorá prechádza cez rotačné rozhranie. Ak dôjde k posunu kontaktného tlaku kefy, odpor sa zvýši a pohony rozstupu môžu zaznamenať pokles napätia alebo vypnutie pri podpätí.

Signál a dáta z rozbočovača

Ten istý zberný krúžok zvyčajne prenáša signály nízkej{0}}úrovne: snímače sklonu lopatiek, snímače teploty, snímače vibrácií a komunikáciu s ovládačom sklonu. Tieto signály sú citlivé na elektrický šum. Opotrebované kefy, vodivý prach cez medzeru v izolátore alebo skorodovaná koncovka môžu spôsobiť prerušovanú stratu signálu, ktorú systém SCADA vyhodnotí ako chybu ovládača a nie ako problém so zberným krúžkom. Preto zdravie klzného krúžku patrí do stromu odstraňovania porúch vždy, keď sa chyba rozstupu objaví iba počas rotácie.

Bežné príčiny zlyhania klzného krúžku veternej turbíny

Opotrebenie kefy a degradácia kontaktu

Opotrebenie kefy je normálne, ale neriadené opotrebovanie kefy je najbežnejšou príčinou problémov s klzným krúžkom, ktorej sa dá vyhnúť. Keď sa kefy skracujú, sila pružiny klesá, kontaktný tlak je nerovnomerný a odpor kontaktu stúpa. Výsledkom je teplo na kontaktnom mieste, šum signálu a prípadne ryhy na povrchu krúžku, ktoré sa po čistení neobnoví. Podrobný mechanizmus je uvedený v tomto prehľadeúdržba kefky na klzný krúžok.

Prach, olej, vlhkosť a kontaminácia

Kefový prach je kontaminant, ktorý operátori vidia ako prvé. Očakáva sa tenký film. Nános, ktorý premosťuje susedné dráhy, usadzuje sa na izolátoroch alebo pokrýva signálne krúžky snímača, nie je normálny a zvyčajne signalizuje jednu z troch vecí: oneskorené čistenie, abnormálne opotrebovanie kefy alebo nesúlad materiálu kefy.

Ďalšie nečistoty závisia od lokality:

• Pobrežné a pobrežné turbíny– Soľný-vzduch zrýchľuje koróziu na odkrytom kove a starne tesnenie rýchlejšie, ako je predpísané. Pozriochrana proti korózii v námorných zberných krúžkochpre materiály a stratégie náterov, ktoré vydržia.
• Púštne lokality– jemný prach preniká opotrebovanými tesneniami a spája sa s prachom z kefky a vytvára na povrchu krúžku brúsnu pastu.
• Studené a-nadmorské lokality– teplotné cykly poháňajú kondenzáciu vo vnútri krytu, ak odvzdušňovač alebo tesnenia nie sú správne špecifikované.
• Staršie turbíny– hmla z prevodovky alebo smolného hydraulického oleja môže migrovať do krytu zberného krúžku a skrátiť životnosť kefy.

Vibrácie, vychýlenie a mechanické namáhanie

Turbíny vibrujú. Hriadeľ zberného krúžku musí bežať presne s hlavným hriadeľom. Ak spojka skĺzne, montážna konzola sa uvoľní alebo káble prenesú napätie do puzdra, uvidíte nerovnomerné opotrebovanie kefy na jednej strane zväzku krúžkov, predčasný hluk ložiska alebo kefu, ktorá sa opotrebováva v kužeľovom vzore. Nič z toho sa nedá vyčistiť čistením.

Nesprávna údržba a fyzické nesprávne použitie

Pri kontrolách v teréne je opakovaným zistením mechanické poškodenie spôsobené technikmi, ktorí pri práci v náboji používajú zberný krúžok ako schodík alebo madlo. Medzi ďalšie chyby, ktorým sa dá vyhnúť, patrí fúkanie prachu hlbšie do zostavy pomocou vysokotlakového-vzduchu, prudké ohýbanie káblov na vstupe do krytu a preskočenie uťahovacieho momentu OEM- na skrutkách svoriek.

Príznaky zlyhania klzného krúžku veternej turbíny: Včasné varovné signály

Väčšina porúch klzných krúžkov sa ohlási ešte predtým, ako turbínu odstavia. Vyškolte technikov, aby rozpoznali tieto znaky počas plánovaného servisu.

Prerušovaná výška tónu alebo strata signálu snímača

Signál, ktorý klesá iba počas otáčania rotora alebo iba v určitých polohách rotora, poukazuje skôr na problém s kontaktom ako na problém s ovládačom. Opakované chybové kódy, ktoré sa vymažú pri reštarte, sú klasickým príznakom zberného krúžku.

Abnormálne hromadenie prachu zo štetca

Svetlý, rovnomerne rozložený sivý film je normálny. Ťažký, nerovný alebo mastný prach nie je. Premostenie prachu medzi koľajami alebo usadzovanie sa na signálnych kontaktoch nakoniec spôsobí zvodový prúd a šum.

Viditeľné opotrebovanie, tepelné stopy alebo korózia

Počas kontroly hľadajte sfarbené povrchy krúžkov, modré alebo hnedé tepelné stopy, prasknutú izoláciu medzi dráhami, zelenú alebo bielu oxidáciu na svorkách a akékoľvek stopy vlhkosti vo vnútri krytu. KatalógPríčiny a znaky opotrebovania klzného krúžkuposkytuje užitočnú vizuálnu referenciu.

Nezvyčajný elektrický hluk alebo opakované poruchy ovládania

Ak sa chyby regulácie výšky tónu stále vracajú po resete softvéru alebo výmene ovládača, pred výmenou drahšej elektroniky zmerajte prechodový odpor a izolačný odpor na zberacom krúžku.

Plán údržby klzného krúžku veternej turbíny

Frekvencia kontrol by sa mala riadiť servisnou príručkou výrobcu OEM turbíny, príručkou výrobcu zberného krúžku a podmienkami prostredia na mieste. Nižšie uvedený harmonogram je typickou referenciou pre pobrežné turbíny pri bežnej prevádzke. Upravte na základe prevádzkových hodín, histórie porúch a vystavenia miesta.

Pobrežné, pobrežné a púštne turbíny zvyčajne potrebujú kratšie intervaly medzi vizuálnymi a čistiacimi krokmi.Normy veterných turbín série IEC 61400nastaviť širší rámec pre požiadavky na dizajn a služby, ale skutočné čísla pochádzajú z príručiek OEM a zberných krúžkov.

Ako udržiavať klzné krúžky veternej turbíny: 6 praktických krokov

Krok 1: Spustite štruktúrovanú vizuálnu kontrolu

Počas plánovaného servisu otvorte kryt. Predtým, než sa čohokoľvek dotknete, odfoťte vnútro. Potom v tomto poradí skontrolujte: dĺžku kefy oproti značke opotrebenia, farbu a rozloženie prachu, povrch krúžku, či nie je ryhovaný alebo zafarbený, medzery v izolátore na premostenie prachu, svorky na oxidáciu, káble na odieranie a tesnenia, či nie sú prasknuté alebo stlačené.

Krok 2: Odstráňte prach zo štetca bez jeho rozotierania

Ak to výrobca výslovne neschváli, použite malý-bezpečný vysávač alebo mäkkú kefu, nie vysokotlakový-vzduch. Stlačený vzduch tlačí vodivý prach do ložísk, za izolátory a na signálne dráhy snímačov, kde je najťažšie ho odstrániť. Ak sa používa vzduch, mal by byť suchý, bez oleja-, s nízkym tlakom a smerovaný von.

Krok 3: Udržujte kryt čistý a riadne utesnený

Ak zistíte opakované znečistenie, čistenie nie je riešením. Tesnenie, odvzdušňovač alebo káblová priechodka netesnia. Vymeňte tesnenia, skontrolujte hodnotu IP káblových vývodiek a potvrďte, že odvzdušňovač (ak je namontovaný) funguje. Pre informácie o triedach tesnenia pozri toto vysvetlenieIP hodnotenie zberného krúžku, a pre zapečatené vzory viďvodotesný dizajn klzného krúžku.

Krok 4: Sledujte opotrebovanie kefy skôr, ako dosiahne limit

Kefy vymeňte skôr, ako zasiahnu líniu opotrebovania, nie potom. Kefa, ktorá smeruje k pružine, poškriabe povrch krúžku a toto poškodenie si zvyčajne vyžaduje úplnú výmenu klzného krúžku. Ak zberný krúžok používa modulárny blok kefy, vymeňte celý blok ako súpravu, aby kontaktný tlak zostal rovnomerný. Zaznamenajte si dĺžku kefy pri každej kontrole, aby ste mohli predvídať ďalšie okienko výmeny.

Krok 5: Skontrolujte káblové pripojenia a mechanickú montáž

Uvoľnené svorky a napätie káblov sú zodpovedné za prekvapivý podiel "zlyhaní klzných krúžkov", ktoré sa ukázali ako chyby v elektroinštalácii. Utiahnite koncovky podľa špecifikácie, skontrolujte polomer ohybu kábla na vstupe do krytu, potvrďte uťahovací moment montážnej skrutky a hľadajte stopy vibrácií na konzole.

Krok 6: Chráňte zberný krúžok pred fyzickým zneužitím

Puzdro zberného krúžku označte tak, aby sa nepoužívalo ako schodík alebo držadlo. Táto jediná zmena zabráni kategórii škôd, ktoré žiadny plán údržby nedokáže vopred zachytiť.

Tabuľka na riešenie problémov s klzným krúžkom veternej turbíny

Vyčistenie vs oprava vs výmena: Ako sa rozhodnúť

Keď je čistenie dosť

• Nahromadenie prachu je ľahké a kontaktné plochy sú stále hladké
• Nie sú zaznamenané žiadne opakujúce sa chybové kódy
• Nie je viditeľná žiadna korózia, voda ani olej
• Kefy majú zostávajúcu životnosť
• Tesnenia a káblové vstupy sú neporušené

Keď je potrebná výmena kefy

• Kefy sú na hranici opotrebenia alebo blízko nej
• Opotrebenie je na bloku kefy nerovnomerné
• Merania kontaktného tlaku sú mimo špecifikácie
• Pri inak zdravých prstencoch sa objavuje šum signálu alebo občasné poruchy
• Dosiahol sa interval odporúčaný výrobcom

Keď je výmena otočného krúžku správna výzva

• Povrch prsteňa je ryhovaný, jamkovaný alebo tepelne-poškodený
• Izolačný odpor klesol a čistenie ho neobnoví
• Korózia zasiahla vnútorné komponenty
• Ložiská sú hlučné alebo drsné
• Po vyčistení a výmene kefky sa vráti rovnaká chyba
• Súčasný klzný krúžok nezodpovedá podmienkam na mieste a stále predčasne zlyháva

Ak vymieňate zberný krúžok viac ako raz v tej istej turbíne, jednotka pravdepodobne nie je -špecifikovaná pre danú lokalitu. V ďalšej časti sa dozviete, čo zmeniť.

Ako si vybrať náhradný klzný krúžok veternej turbíny

Kúpiť lajk-za-podobnú náhradu je správny krok len vtedy, ak originál vydržal stanovenú životnosť. Ak sa tak nestalo, považujte náhradu za re-špecifikáciu, nie za náhradu. Kľúčové parametre na potvrdenie:

• Počet napájacích obvodov a menovitý prúd na obvod– vyrovnajte zaťaženie pohonu rozstupu vrátane špičiek, nielen nepretržitého hodnotenia.
• Signálne kanály a typ signálu– kodér, Ethernet, zbernica CAN, RS-485, analógové snímače; každý má iné požiadavky na tienenie a kontakt.
• Menovité napätie a trieda izolácie– vrátane medzery medzi napájacími a signálnymi stopami.
• Rýchlosť otáčania– rozstupové zberné krúžky majú nízke otáčky, ale vysoké pracovné cykly; potvrďte životnosť kefky pri skutočnej prevádzke.
• Rozsah prevádzkových teplôt– chladné podnebie vyžaduje materiály kefiek a mazivá určené na nízke teploty.
• IP hodnotenie a tesnenie– IP65 alebo vyššie je bežné pre turbínové náboje; offshore zvyčajne vyžaduje viac.
• Ochrana proti korózii– nerezový hardvér, potiahnuté kryty a utesnené káblové vstupy pre námorné a pobrežné lokality.
• Dizajn kefy a použiteľnosť– modulárne vymeniteľné kefové bloky skracujú servisný čas, najmä na vzdialených a pobrežných miestach.
• Montážne rozmery a rozhranie hriadeľa– skontrolujte podľa existujúceho držiaka a spojky.
• Výstup kábla, typ konektora a dĺžka kábla– vopred{0}}ukončené zostavy skracujú čas uvedenia do prevádzky vo vnútri rozbočovača.

Pre ne-štandardné požiadavky možno väčšinu porúch navrhnúť pomocou aprispôsobený klzný krúžokpostavené na skutočnom zozname okruhov, triede IP a údržbe kefy, ktoré lokalita potrebuje.

Ako dizajn klzného krúžku ovplyvňuje životnosť

Údržba znižuje chyby, ktorým sa dá vyhnúť. Dizajn rozhoduje v prvom rade o tom, ako často je potrebná údržba.

• Materiál štetca– kefy na kov-grafit, strieborný-grafit a ušľachtilé-kovové vlákna vytvárajú rôzne množstvá prachu pri rôznych hustotách prúdu. Správna voľba závisí od okruhu, nie od predvoleného katalógu.
• Modulárne bloky kefy– nechajte technika vymeniť kefy v priebehu niekoľkých minút počas plánovanej odstávky namiesto výmeny celého zberného krúžku.
• Dizajn tesnenia a vetrania– rozdiel medzi ohrádkou, ktorá zostane suchá desať rokov, a tou, v ktorej sa každú zimu kondenzuje voda.
• Kryty-odolné voči korózii– eloxovaný hliník alebo nehrdzavejúca oceľ s utesnenými káblovými priechodkami pre pobrežné a pobrežné lokality.
• Tienenie signálu a oddelenie tratí– fyzická a elektrická izolácia medzi napájacími a signálnymi obvodmi, aby boli údaje snímača výšky tónu čisté.
• Menovitý výkon ložísk a mazanie– prispôsobené skutočnej prevádzke, nielen rýchlosti otáčania.

Klzný krúžok určený raz pre skutočné podmienky na mieste takmer vždy stojí menej počas životnosti turbíny ako lacnejšia jednotka, ktorá sa vymení dvakrát.

Záver

Predĺženie životnosti zberného krúžku veternej turbíny je kombináciou dvoch vecí: plánu údržby, ktorý včas zachytí opotrebovanie, a zberného krúžku navrhnutého pre skutočné miesto. Bežná kontrola, starostlivá kontrola prachu, sledovanie opotrebovania kief, kontroly tesnenia a denník údržby zachytia väčšinu problémov skôr, ako sa dostanú do ovládača. Zadaním správnej jednotky pri ďalšej výmene sa slučka uzavrie.

Ak vaše turbíny zaznamenávajú opakované opotrebovanie kefy, opakujúce sa chyby sklonu alebo kontamináciu, ktorá sa po čistení stále vracia, je pravdepodobne súčasťou problému špecifikácia zberného krúžku. Inžinierske tímy, ktoré stavajú podľa skutočného zoznamu obvodov, triedy IP a prevádzkyschopnosti kefiek, aké miesto potrebuje, môžu preskúmať existujúcu jednotku a navrhnúť náhradu navrhnutú tak, aby prežila.Porozprávajte sa s inžinierom klzných krúžkov veternej turbínyso zoznamom okruhov, podmienkami na lokalite a históriou porúch a namiesto zhody-čísla dielu požiadajte o špecifikáciu náhrady.