Os gerentes de ativos, operadores e operadores de turbinas eólicas têm dois objetivos principais: 1) otimizar a disponibilidade das turbinas eólicas e 2) executar a estratégia de manutenção mais econômica possível. Neste artigo, explicamos como o monitoramento de vibração contribui para otimizar a disponibilidade e a eficiência da manutenção das turbinas eólicas.
O monitoramento de vibração fornece informações sobre o trem de força da turbina eólica
Toda máquina industrial rotativa está sujeita a vibrações, mas quando as vibrações aumentam em um ou mais locais da máquina, é importante determinar a causa. As consequências de vibrações excessivas não devem ser subestimadas, pois podem ter consequências catastróficas para as pessoas, o meio ambiente e a própria máquina.
No caso de turbinas eólicas, portanto, é importante monitorar todos os componentes de um sistema de transmissão (eixo de baixa velocidade, eixo de alta velocidade, caixa de engrenagens e gerador) quanto a vibrações, pois a detecção precoce de vibrações crescentes e a determinação de sua causa reduzem significativamente a chance de incidentes, altos custos inesperados e redução da vida útil.
Sensores de vibração no trem de força
Todo o trem de força é equipado com sensores de vibração que medem continuamente as vibrações de todos os componentes e as enviam para um sistema de aquisição de dados. Os dados são então processados e armazenados, e periodicamente analisados por especialistas em vibração usando um software de análise avançado. Ao analisar periodicamente as turbinas eólicas, cria-se uma tendência, permitindo que o especialista em vibração tenha uma visão da condição do trem de força por meio da análise de tendências.
Otimização da disponibilidade operacional de turbinas eólicas
Vamos dar uma olhada no primeiro objetivo, 1) otimizar a disponibilidade das turbinas eólicas. A disponibilidade operacional ideal é obtida minimizando a chance de paralisações inesperadas, maximizando a vida útil e otimizando o desempenho.
Minimizar o tempo de inatividade inesperado; maximizar o rendimento
Sem uma boa percepção periódica do comportamento de vibração dos componentes rotativos e, portanto, da condição da máquina, a chance de paralisações inesperadas é alta. Por exemplo, se ocorrer um dano no rolamento e não for percebido a tempo devido à falta de informações sobre a condição do rolamento, toda uma operação precisará ser iniciada em curto prazo para substituir esse rolamento. Com o monitoramento e a análise periódicos da vibração, esse rolamento defeituoso pode ser detectado mais cedo e melhor previsto, reduzindo significativamente os custos de reparo.
Além disso, a análise de tendências mencionada acima contribui para otimizar o rendimento. A análise de tendências pode determinar se um rolamento com danos iniciais ainda pode operar de forma econômica durante a estação com o maior potencial de vento (do outono à primavera) ou se pode ser necessário limitar temporariamente a velocidade máxima da respectiva turbina eólica até o verão, quando geralmente há menos vento.
Aumento da vida útil com medições de vibração
Ao obter uma visão antecipada dos níveis crescentes de vibração no trem de força, o monitoramento de vibração pode ajudar a identificar fatores que podem afetar a vida útil da turbina eólica. Isso permite que os proprietários e operadores tomem medidas para estender a vida útil das turbinas e melhorar a disponibilidade geral.
Otimização do desempenho
Os sistemas de monitoramento de vibração também podem ser usados para otimizar o desempenho das turbinas eólicas. Ao analisar os dados, os engenheiros podem ajustar a operação da turbina para maximizar a produção de energia sem comprometer a segurança. Isso contribui para uma maior disponibilidade, melhorando o rendimento das turbinas eólicas.
Otimização da eficiência da manutenção de turbinas eólicas
E agora vamos dar uma olhada na segunda meta, 2) executar a estratégia de manutenção mais econômica possível. Uma estratégia de manutenção eficiente é obtida ao tornar a manutenção planejável ou ao seguir uma estratégia de manutenção preditiva.
Por vários motivos relacionados a custos, tornar a manutenção planejável para turbinas eólicas é essencial para uma manutenção eficiente. O foco é manter o trabalho do trem de força na parte superior da torre, pois os custos aumentam significativamente quando o trabalho do trem de força precisa ser feito na parte inferior da torre. Infelizmente, às vezes é inevitável que o trabalho do trem de força precise ser feito na parte inferior da torre. Nesse caso, uma visão antecipada da condição da máquina é essencial para tornar a manutenção planejável devido à complexidade do processo de logística. Ele começa com a obtenção das licenças corretas, o que leva pelo menos 12 semanas, a programação de uma das poucas equipes especializadas disponíveis, a programação de um guindaste especial, que também é escasso e entregue por cerca de 40 caminhões, a programação das ferramentas certas para manter o restante do trem de força no lugar, que também são escassas, e a obtenção da peça certa para a máquina.
Além disso, pode haver custos adicionais a serem considerados, como custos de compensação para situações em que os agricultores próximos tenham que sacrificar parte de sua colheita para conceder acesso às turbinas eólicas. Também pode ser necessário transpor valas, e deve-se levar em consideração as influências sazonais e climáticas que impedem a construção do guindaste devido à alta velocidade do vento ou a terrenos lamacentos.
Tudo isso significa que, quando a manutenção pode ser planejada por meio do monitoramento de vibração e da análise periódica de vibração (e técnicas adicionais), a manutenção pode ser realizada de forma mais eficiente.
