Энергетика ва муҳити зист

Омилҳои шикасти қуттиҳои редуктории турбинаи шамол

Омилҳои шикасти қуттиҳои редуктории турбинаи шамол

Нигоҳдории турбинаҳои бодӣ метавонанд фаъолиятҳои гуногунро фаро гиранд, аммо яке аз масъалаҳои асосӣ ба таъмир ё иваз кардани қуттиҳои турбинаҳои бодӣ дахл дорад, ки аксар вақт пеш аз ба итмом расидани умри 20-солаи худ бармегарданд. Баъзе лоиҳаҳои бодӣ дар тӯли якчанд сол сатҳи шикастро то 50 фоиз аз сар мегузаронанд. Ин, дар навбати худ, хароҷотро тавассути зиёд шудани бекористӣ, зиёдтар нигоҳдорӣ ва азнавсозӣ ва иваз кардани қуттиҳои редуктор зиёд мекунад.

Яке аз сабабҳои ин он аст, ки ин соҳа нисбат ба дигар соҳаҳо хеле нав аст, аммо он метавонад ба суръати рушди турбинаҳои бодӣ бо тарҳҳои доимо калонтар ба бозор ворид шавад. Дониши сусти сарбории турбина омили дигарест, ки масъалаи пайдоиши крексияи меҳварӣ дар подшипникҳои турбина мебошад.

Дар соли 2007, Лабораторияи Миллии Энергияи Барқароршаванда (NREL) бо мақсади арзёбии чаро шикастани редукторҳо ва чӣ гуна ҳал кардани мушкилот, Ҳамкории NREL Gearbox Reliability Collaborative таъсис дод. Лабораторияҳои миллии Сандия дар Албукерке низ ин масъаларо баррасӣ мекунанд. Натиҷаи ин омодагии бештар барои мубодилаи маълумоти натиҷагирифта бо оммаи васеъ буд, дар ҳоле ки қаблан саноат аз ин кор то андозае худдорӣ мекард. Афзалияти ин кор дар он аст, ки он ба соҳа имкон медиҳад, ки ба мардум фаҳмонад, ки чӣ корҳо барои коҳиш додани арзиши нерӯи барқи бодиро анҷом медиҳанд.

Масалан, дар солҳои қаблӣ, озмоиши миқёси калон гарон буд, аз ин рӯ истеҳсолкунандагони таҷҳизоти аслӣ (OEM) моил буданд, ки ба ҷои он озмоишҳои кӯтоҳ гузаронанд ва на он қадар зиёди онҳо. Аммо, озмоиш ҳоло васеътар шудааст, одатан дар майдонҳои калони санҷишӣ сурат мегирад ва аз ин рӯ сахтгиртар аст.

Марҳилаи 1 озмоиши қуттиҳои турбинаҳои бодӣ дар NREL [Манбаи тасвир: NREL]

Маълумот дар бораи он, ки чӣ гуна қуттиҳои турбинаҳои бодӣ ба борҳо посух медиҳанд, акнун ба туфайли нармафзори тарроҳӣ аз ҷониби ширкатҳое ба монанди Romax Technology, воқеъ дар Трой, Мичиган, ки як бастаи нармафзор бо номи Romax Wind таҳия кардааст, хеле беҳтар шудааст. Бо ин гуна нармафзор муҷаҳҳаз шуда, муҳандисон қобилияти ташхиси фишорҳо ва подшипникҳоро ба таври дақиқ бештар арзёбӣ мекунанд ва ин маънои онро дорад, ки онҳо метавонанд қобилияти истихроҷи турбинаҳои тобоварро беҳтар кунанд.

Масалан, ҳоло маълум мешавад, ки аксарияти корношоямҳои редукторҳои турбинаҳои бодӣ, ки 76 фоизи нокомҳоро ташкил медиҳанд, аз сабаби нокомиҳо дар подшипникҳо ба вуқӯъ пайвастаанд, гарчанде ки ин ягона масъала нест. Кафидани меҳварӣ дар подшипникҳо яке аз сабабҳои асосии чунин шикаст аст.

Ғайр аз крекингҳои меҳварӣ дар подшипникҳо, олудашавии равғанҳои молиданӣ бо зарраҳои тез метавонад боиси шикастани ғалтаки подшипникҳо гардад. Он ҳамчун микропитинг оғоз меёбад, ки онро доғдоркунӣ ё сардиҳои хокистарӣ низ меноманд, зеро дар натиҷаи мавҷудияти тарқишҳои микроскопӣ, ки барои ба чашм намоён шуданашон хеле хурданд, аммо дар маҷмӯъ сатҳи ба ранги хокистар табдил ёфтани он оварда мерасонад. Пас аз он сатҳи ғалтак заиф мегардад, ки боиси таҳаммулпазирии дақиқ мегардад. Ин ифлоскунандаҳо одатан маводҳое ҳастанд, аз қабили қум, занг, чипҳо аз коркарди механикӣ, ғубори хок ва пошидан ва партовҳо, ки аз фарсудашавӣ ба амал омадаанд. Мутаассифона, аксари ин зарраҳоро аз равғанҳои молиданӣ тоза кардан мумкин нест.

Доғҳои сиёҳ ифлоскунандаи равған мебошанд [Манбаи тасвир: NREL]

Редукторҳои баландсуръат аксар вақт ба суръати баланди нокомӣ дучор меоянд. Муҳандисон моил буданд онҳоро дар турбинаҳои бодӣ насб кунанд, зеро ин ба онҳо имкон дод, ки генераторҳои хурд низ насб кунанд ва ба ин васила арзиши аввалияро коҳиш диҳанд. Ҳоло ин тамоюл ба сӯи насби қуттиҳои суръатноки миёна ҳаракат мекунад. Инҳо фишангҳо ва подшипникҳо камтар доранд ва аз ин рӯ хеле боэътимодтаранд, аммо онҳо инчунин гаронтаранд. Бо вуҷуди ин, қуттиҳои суръатбахши миёна метавонистанд шумораи турбинаҳои коршоямро дар як вақт афзоиш диҳанд ва ба ин васила миқдори энергияи тозаи тавлидшударо афзоиш диҳанд ва ҳазорҳо ҷойҳои кориро дар тарҳрезӣ, истеҳсол ва истифодаи он ба вуҷуд оранд.

Бисёре аз қуттиҳои редукторҳо бо сабаби ҳамвор кардани дастгоҳ аз кор мемонанд. Ин дар ҳолате рух медиҳад, ки ҳарорати як қисми фишанг аз ҳарорати ҳарорати пӯлоди сохташуда зиёд бошад. Ин, дар навбати худ, сахтии он ва ба ин васила қуввати онро коҳиш медиҳад. Барои муқобила бо ин, OEMs аз таъминкунандагони худ талаб мекунанд, ки фишангҳоро барои табъи ғорат тафтиш кунанд. Раванди бо номи nital истифодашаванда метавонад барои муайян кардани фарқияти микроструктураи ҷузъҳо истифода шавад ва ба ин васила муайян кардани майдонҳое, ки дар натиҷаи сӯхтан бо мошин ё суфтакунӣ осеб дидаанд, фароҳам оварда шавад. Агар чунин ҷойҳо дуруст хунук нашаванд, онҳо метавонанд аз ҳад зиёд гарм шаванд. Онҳо дар зери озмоиши nital etital нисбат ба минтақаҳои осебнашуда ториктар ба назар мерасанд.

Ворид кардани зарраи бегона ба фишанги фишор боиси зиёд шудани стресс мегардад. Агар он ба андозаи кофӣ калон ва ба сатҳи алоқаи фаъол наздик бошад, он боиси пеш аз мӯҳлат аз кор мондани таҷҳизот мегардад. Дорои ин озмоиши вайроннашаванда ба монанди санҷиши ултрасадии марҳила ба марҳила мебошад, ки ба коҳиш додани шумораи "дохилшавандаҳо" ва ба ин васила шумораи шикастани фишангҳо мусоидат мекунад.

Баргаштан ба он мушкилоти крекингҳои меҳварӣ, ки қаблан зикр шуда буд, ин як сабаби доимии шикасти қуттиҳои турбина мебошад. Кафшиши меҳварӣ дар подшипникҳо одатан дар шакли тарқишҳои дароз дар ҳалқаи дохилии подшипник ба амал меояд. Онро баъзан 'крек-сафед-etch' меноманд, зеро майдонҳои сафеди номунтазам, вақте ки онҳо дар рӯи подшипникҳо ҳангоми бо усули химиявӣ кашида ва аз назар гузаронидани онҳо бо истифода аз микрографҳо пайдо мешаванд. Ин мушкилотест, ки қуттиҳои редуктории ҳамаи истеҳсолкунандагонро азият медиҳанд ва подшипникҳои ғилдираки силиндрӣ махсусан осебпазиранд. Табобати гармӣ ҳангоми истеҳсолот метавонад мушкилотро боз ҳам бадтар кунад, зеро сардшавии ғайримуқаррарӣ метавонад стрессҳои маҳаллиро ба сӯи крекинг оварда расонад. Шакли махсуси табобати гармӣ, ки бо номи карбюризатсияи ҳолат маъруф аст, метавонад барои коҳиши пайдоиши крекинг дар подшипникҳо кӯмак расонад. Ин аз он иборат аст, ки ҷузъро дар кӯраи атмосфераи карбон ҷойгир карда, пас аз он хомӯш кардан ва таҳаммул додан, расонидани як ядрои карбонати мустаҳкам ва пӯсти баланди карбон.

Зарари фишанги баландсуръат ва мобайнӣ [Манбаи тасвир: NREL]

Крекинг инчунин метавонад аз ҳисоби табдили нобаробарии аустенит ба мартенсит ба амал ояд. Мартенсит шакли хеле сахти пӯлод аст. Тағирёбии мартенситӣ ҳангоми хунук кардани металлҳои мушаххас ва аксар вақт ҳангоми ҳарорати хонагӣ сард шудани аустенит ба амал меояд. Остенит як аллотропи оҳан аст, ки аллотропия хосияти баъзе унсурҳои кимиёвист, ки дар ду ё якчанд шакли гуногун дар як ҳолати физикӣ мавҷуданд. Масалан, ба аллотропҳои карбон алмос, графит, графен ва фуллерен дохил мешаванд. Илова бар аустенит, ду аллотропҳои дигари оҳан алафи оҳан (феррит) ва оҳани делта мебошанд. Остенит инчунин бо номи гамма-оҳан маъруф аст. Агар тағирёбии аустенит ба мартенсит яксон набошад, он метавонад суръати гуногуни хунукиро ба вуҷуд орад, ки дар навбати худ боиси афзоиш, коҳиш ва каҷравии каҷшаванда мегардад, ки боиси шикастани он мегардад.

Крекингҳои меҳварӣ ҳанӯз пурра фаҳмида нашудаанд, аммо ҳалли дигар, ба ғайр аз коркарди гармии карбуризатсия, метавонад қабати оксиди сиёҳ дар подшипникҳо бошад. Ин метавонад хосиятҳои сохтории пӯлодро барои сохтани подшипникҳо ҳангоми рондани гидроген истифода барад. Ин муҳим аст, зеро гидроген метавонад шикананда шавад. Манбаъҳои гидроген метавонанд равғани редуктор, намӣ дар равған ва иловаҳои гуногуни нафтро дар бар гиранд. Манбаи дигар метавонад разряди электростатикӣ аз системаҳои барқӣ ё молиданӣ бошад, ки метавонад гидрогенро аз об ва равғани қуттии редуктор гирад.

Гарчанде ки шикасти қуттиҳои редукторӣ дарвоқеъ як мушкили доимӣ дар бахши бод мебошад, фаҳмиши ин масъалаҳо ҳамеша такмил меёбад ва бо ин эътимоднокии турбинаҳои бодӣ.


Видеоро тамошо кунед: Michael Dalcoe - What is Your Net Worth? - Michael Dalcoe (Декабр 2021).