Newyddion Rhwydwaith Pŵer Gwynt: Haniaethol: Mae'r papur hwn yn adolygu statws presennol datblygiad diagnosis namau a monitro iechyd y tair prif gydran yn y gadwyn gyriant tyrbin gwynt - llafnau cyfansawdd, blychau gêr, a generaduron, ac mae'n crynhoi'r statws ymchwil cyfredol a'r prif. agweddau ar y dull maes hwn.Crynhoir prif nodweddion namau, ffurflenni namau ac anawsterau diagnosis y tair prif gydran o lafnau cyfansawdd, blychau gêr a generaduron mewn offer pŵer gwynt, a'r dulliau diagnosis presennol o fai a monitro Iechyd, ac yn olaf y rhagolygon ar gyfer cyfeiriad datblygu'r maes hwn.
0 Rhagymadrodd
Diolch i'r galw byd-eang enfawr am ynni glân ac adnewyddadwy a'r cynnydd sylweddol mewn technoleg gweithgynhyrchu offer pŵer gwynt, mae gallu gosod pŵer gwynt byd-eang yn parhau i godi'n gyson.Yn ôl ystadegau'r Gymdeithas Ynni Gwynt Fyd-eang (GWEC), ar ddiwedd 2018, cyrhaeddodd y gallu gosodedig byd-eang o ynni gwynt 597 GW, a Tsieina oedd y wlad gyntaf gyda chapasiti gosodedig o dros 200 GW, gan gyrraedd 216 GW. , yn cyfrif am fwy na 36 o gyfanswm y capasiti gosodedig byd-eang.%, mae'n parhau i gynnal ei safle fel pŵer gwynt blaenllaw'r byd, ac mae'n wlad pŵer gwynt dilys.
Ar hyn o bryd, ffactor pwysig sy'n rhwystro datblygiad iach parhaus y diwydiant ynni gwynt yw bod offer ynni gwynt yn gofyn am gost uwch fesul uned o allbwn ynni na thanwydd ffosil traddodiadol.Tynnodd enillydd Gwobr Nobel mewn Ffiseg a chyn Ysgrifennydd Ynni yr Unol Daleithiau Zhu Diwen sylw at y trylwyredd a'r angen am warant diogelwch gweithrediad offer pŵer gwynt ar raddfa fawr, ac mae costau gweithredu a chynnal a chadw uchel yn faterion pwysig y mae angen eu datrys yn y maes hwn [1] .Defnyddir offer pŵer gwynt yn bennaf mewn ardaloedd anghysbell neu ardaloedd alltraeth sy'n anhygyrch i bobl.Gyda datblygiad technoleg, mae offer ynni gwynt yn parhau i ddatblygu i gyfeiriad datblygiad ar raddfa fawr.Mae diamedr llafnau ynni gwynt yn parhau i gynyddu, gan arwain at gynnydd yn y pellter o'r ddaear i'r nasél lle gosodir offer pwysig.Mae hyn wedi dod ag anawsterau mawr i weithrediad a chynnal a chadw offer ynni gwynt ac wedi gwthio cost cynnal a chadw'r uned i fyny.Oherwydd y gwahaniaethau rhwng statws technegol cyffredinol ac amodau fferm wynt offer ynni gwynt yng ngwledydd datblygedig y Gorllewin, mae costau gweithredu a chynnal a chadw offer ynni gwynt yn Tsieina yn parhau i gyfrif am gyfran uchel o refeniw.Ar gyfer tyrbinau gwynt ar y tir gyda bywyd gwasanaeth o 20 mlynedd, y gost cynnal a chadw Mae cyfanswm incwm ffermydd gwynt yn cyfrif am 10% ~ 15%;ar gyfer ffermydd gwynt ar y môr, mae'r gyfran mor uchel ag 20%~25%[2].Mae cost gweithredu a chynnal a chadw uchel pŵer gwynt yn cael ei bennu'n bennaf gan ddull gweithredu a chynnal a chadw offer pŵer gwynt.Ar hyn o bryd, mae'r rhan fwyaf o ffermydd gwynt yn mabwysiadu'r dull cynnal a chadw rheolaidd.Ni ellir darganfod methiannau posibl mewn pryd, a bydd cynnal a chadw offer cyfan dro ar ôl tro hefyd yn cynyddu gweithrediad a chynnal a chadw.cost.Yn ogystal, mae'n amhosibl pennu ffynhonnell y nam mewn pryd, a dim ond un wrth un y gellir ei ymchwilio trwy amrywiaeth o ddulliau, a fydd hefyd yn dod â chostau gweithredu a chynnal a chadw enfawr.Un ateb i'r broblem hon yw datblygu system monitro iechyd strwythurol (SHM) ar gyfer tyrbinau gwynt i atal damweiniau trychinebus ac ymestyn oes gwasanaeth tyrbinau gwynt, a thrwy hynny leihau cost allbwn ynni uned ynni gwynt.Felly, ar gyfer y diwydiant ynni gwynt Mae'n hanfodol datblygu system SHM.
1. Statws presennol system monitro offer pŵer gwynt
Mae yna lawer o fathau o strwythurau offer pŵer gwynt, yn bennaf gan gynnwys: tyrbinau gwynt asyncronaidd sy'n cael eu bwydo'n ddwbl (tyrbinau gwynt rhedeg traw-amrywiol cyflymder amrywiol), tyrbinau gwynt cydamserol magnet parhaol gyriant uniongyrchol, a thyrbinau gwynt cydamserol gyriant-uniongyrchol.O'u cymharu â thyrbinau gwynt gyriant uniongyrchol, mae tyrbinau gwynt asyncronaidd sy'n cael eu bwydo ddwywaith yn cynnwys offer cyflymder amrywiol blwch gêr.Dangosir ei strwythur sylfaenol yn Ffigur 1. Mae'r math hwn o offer pŵer gwynt yn cyfrif am fwy na 70% o gyfran y farchnad.Felly, mae'r erthygl hon yn bennaf yn adolygu diagnosis namau a monitro iechyd y math hwn o offer ynni gwynt.
Ffigur 1 Strwythur sylfaenol tyrbin gwynt sy'n cael ei fwydo ddwywaith
Mae offer pŵer gwynt wedi bod yn gweithredu o amgylch y cloc o dan lwythi bob yn ail gymhleth fel hyrddiau gwynt ers amser maith.Mae'r amgylchedd gwasanaeth llym wedi effeithio'n ddifrifol ar ddiogelwch gweithrediad a chynnal a chadw offer pŵer gwynt.Mae'r llwyth arall yn gweithredu ar y llafnau tyrbinau gwynt ac yn cael ei drosglwyddo trwy'r berynnau, siafftiau, gerau, generaduron a chydrannau eraill yn y gadwyn drosglwyddo, gan wneud y gadwyn drosglwyddo yn agored iawn i fethiant yn ystod gwasanaeth.Ar hyn o bryd, y system fonitro offer eang ar offer ynni gwynt yw'r system SCADA, a all fonitro statws gweithredu offer ynni gwynt megis cerrynt, foltedd, cysylltiad grid ac amodau eraill, ac mae ganddo swyddogaethau megis larymau ac adroddiadau;ond mae'r system yn monitro'r statws Mae'r paramedrau'n gyfyngedig, yn bennaf signalau megis cerrynt, foltedd, pŵer, ac ati, ac mae diffyg monitro dirgryniad a swyddogaethau diagnosis bai o hyd ar gyfer cydrannau allweddol [3-5].Mae gan wledydd tramor, yn enwedig gwledydd datblygedig y Gorllewin, offer monitro cyflwr a meddalwedd dadansoddi datblygedig yn benodol ar gyfer offer pŵer gwynt.Er bod y dechnoleg monitro dirgryniad domestig wedi dechrau'n hwyr, wedi'i gyrru gan weithrediad anghysbell pŵer gwynt domestig enfawr a galw'r farchnad cynnal a chadw, mae datblygiad systemau monitro domestig hefyd wedi cychwyn ar gyfnod o ddatblygiad cyflym.Gall y diagnosis nam deallus a diogelu rhybudd cynnar offer ynni gwynt leihau cost a chynyddu effeithlonrwydd gweithredu a chynnal a chadw ynni gwynt, ac mae wedi ennill consensws yn y diwydiant ynni gwynt.
2. Prif fai nodweddion offer ynni gwynt
Mae offer pŵer gwynt yn system electromecanyddol gymhleth sy'n cynnwys rotorau (llafnau, canolbwyntiau, systemau traw, ac ati), Bearings, prif siafftiau, blychau gêr, generaduron, tyrau, systemau yaw, synwyryddion, ac ati. Mae pob cydran o dyrbin gwynt yn destun llwythi bob yn ail yn ystod gwasanaeth.Wrth i'r amser gwasanaeth gynyddu, mae gwahanol fathau o ddifrod neu fethiannau yn anochel.
Ffigur 2 Cymhareb cost atgyweirio pob cydran o offer ynni gwynt
Ffigur 3 Cymhareb amser segur gwahanol gydrannau offer pŵer gwynt
Gellir gweld o Ffigur 2 a Ffigur 3 [6] bod yr amser segur a achosir gan lafnau, blychau gêr a generaduron yn cyfrif am fwy nag 87% o'r amser segur cyffredinol heb ei gynllunio, ac roedd costau cynnal a chadw yn cyfrif am fwy na 3 o gyfanswm y costau cynnal a chadw./4.Felly, wrth fonitro cyflwr, diagnosis namau a rheoli iechyd tyrbinau gwynt, llafnau, blychau gêr a generaduron yw'r tair prif gydran y mae angen rhoi sylw iddynt.Tynnodd Pwyllgor Proffesiynol Ynni Gwynt Cymdeithas Ynni Adnewyddadwy Tsieineaidd sylw mewn arolwg yn 2012 ar ansawdd gweithredu offer pŵer gwynt cenedlaethol[6] fod y mathau o fethiant llafnau ynni gwynt yn bennaf yn cynnwys cracio, mellt yn taro, torri, ac ati, a mae achosion methiant yn cynnwys dyluniad, Hunan a ffactorau allanol yn ystod cyfnodau cyflwyno a gwasanaeth cynhyrchu, gweithgynhyrchu a chludiant.Prif swyddogaeth y blwch gêr yw defnyddio ynni gwynt cyflym yn sefydlog ar gyfer cynhyrchu pŵer a chynyddu cyflymder gwerthyd.Yn ystod gweithrediad y tyrbin gwynt, mae'r blwch gêr yn fwy agored i fethiant oherwydd effeithiau straen bob yn ail a llwyth effaith [7].Mae diffygion cyffredin blychau gêr yn cynnwys diffygion gêr a diffygion dwyn.Mae namau gerbocs yn tarddu'n bennaf o Bearings.Mae Bearings yn elfen allweddol o'r blwch gêr, ac mae eu methiant yn aml yn achosi difrod trychinebus i'r blwch gêr.Mae methiannau dwyn yn bennaf yn cynnwys plicio blinder, gwisgo, torri asgwrn, gludo, difrod cawell, ac ati [8], ymhlith y mae blinder yn pilio a gwisgo yw'r ddwy ffurf fethiant mwyaf cyffredin o Bearings treigl.Mae'r methiannau gêr mwyaf cyffredin yn cynnwys traul, blinder arwyneb, torri a thorri.Rhennir diffygion y system generadur yn namau modur a diffygion mecanyddol [9].Mae methiannau mecanyddol yn bennaf yn cynnwys methiannau rotor a methiannau dwyn.Mae methiannau rotor yn bennaf yn cynnwys anghydbwysedd rotor, rupture rotor, a llewys rwber rhydd.Gellir rhannu'r mathau o ddiffygion modur yn namau trydanol a diffygion mecanyddol.Mae diffygion trydanol yn cynnwys cylched byr y rotor / coil stator, cylched agored a achosir gan fariau rotor wedi torri, generadur yn gorboethi, ac ati;mae diffygion mecanyddol yn cynnwys dirgryniad generadur gormodol, gorgynhesu dwyn, difrod inswleiddio, gwisgo difrifol, ac ati.
Amser postio: Awst-30-2021
