资产管理者、运营商和风力涡轮机运营商有两个关键目标:1) 优化风力涡轮机的可用性,以及 2) 执行最具成本效益的维护策略。在本文中,我们将解释振动监测如何有助于优化风机的可用性和维护效率。
Vibration 监测可深入了解风力涡轮机传动系统
每台工业旋转机器都会受到振动的影响,但当机器中一个或多个位置的振动加剧时,必须确定其原因。过度振动的后果不容低估,因为它可能对人、环境和机器本身造成灾难性后果。
因此,对于风力涡轮机而言,监测传动系统(低速轴、高速轴、齿轮箱和发电机)所有部件的振动非常重要,因为及早发现振动加剧并确定其原因,可大大降低事故发生的几率,减少意外的高成本和缩短使用寿命。
Vibration 传动系统上的传感器
整个动力传动系统都装有振动传感器,可持续测量所有部件的振动并将其发送到数据采集系统。然后,振动专家使用先进的分析软件对数据进行处理和存储,并定期进行分析。通过对风力涡轮机进行定期分析,可以建立一种趋势,使振动专家能够通过趋势分析深入了解传动系统的状况。
优化风力涡轮机的运行可用性
首先来看第一个目标,1)优化风力涡轮机的可用性。要达到最佳运行可用性,就必须最大限度地减少意外 downtime 、最大限度地延长使用寿命和优化性能。
最小化意外 downtime;最大化产量
如果不能很好地定期了解旋转部件的振动情况,进而了解机器的状况,就很有可能出现意想不到的 downtime 。例如,如果发生轴承损坏,但由于缺乏对轴承状况的了解而没有及时发现,那么就需要在短期内启动整个操作来更换该轴承。通过定期的振动监测和分析,可以更早地发现并更好地预测轴承故障,从而大大降低维修成本。
此外,上述趋势分析还有助于优化产量。趋势分析可以确定,在风力最大的季节(秋季到春季),开始损坏的轴承是否仍能经济高效地运行,或者是否有必要暂时限制相关风力发电机的最高转速,直到风力通常较小的夏季。
通过振动测量延长设备使用寿命
通过及早洞察传动系统中不断增加的振动水平,振动监测可帮助识别可能影响风机寿命的因素。这样,业主和运营商就可以采取措施延长风机的使用寿命,提高整体可用性。
性能优化
Vibration 监测系统还可用于优化风力涡轮机的性能。通过分析数据,工程师可以调整涡轮机的运行,在不影响安全的情况下最大限度地提高能源生产。这有助于提高风力涡轮机的产量,从而提高可用性。
优化风机维护效率
现在让我们来看看第二个目标,即 2) 尽可能执行最具成本效益的维护策略。高效的维护策略可以通过使维护工作具有计划性,或遵循预测性维护策略来实现。
出于多种成本相关原因,使风力涡轮机的维护工作可规划化对于高效维护至关重要。重点强烈在于将传动系统作业保持在塔顶进行,因为一旦传动系统作业必须在塔下进行,成本将显著增加。 遗憾的是,有时不可避免地需要在塔下进行传动系统作业。在这种情况下,鉴于后勤流程的复杂性,尽早掌握机组状态对于实现可规划的维护至关重要。 这一过程首先需要获取相应的许可,这至少需要12周时间;其次需要安排为数不多的专业团队之一;接着需要调度同样稀缺的专用起重机(其运输需动用约40辆卡车);此外还需调配稀缺的专用工具以固定传动系统的其余部分;最后还要获取相应的设备零部件。
此外,还可能需要考虑额外的成本,例如附近农民为允许风力涡轮机进入而不得不牺牲部分收成的补偿成本。此外,还可能需要在沟渠上架桥,并且必须考虑到季节和天气的影响,这些因素会因风速过高或地面泥泞而阻碍起重机的施工。
所有这一切都意味着,如果能够通过振动监测和定期振动分析(以及其他技术)来制定维护计划,就能以更高效的方式进行维护。
