Lajmet e Rrjetit të Energjisë së Erës: Abstrakt: Ky dokument rishikon statusin aktual të zhvillimit të diagnostikimit të defekteve dhe monitorimit të shëndetit të tre komponentëve kryesorë në zinxhirin e lëvizjes së turbinave me erë - fletët e përbëra, kutitë e ingranazheve dhe gjeneratorët, dhe përmbledh statusin aktual të kërkimit dhe kryesor aspektet e kësaj metode në terren.Përmblidhen karakteristikat kryesore të defektit, format e defektit dhe vështirësitë e diagnozës së tre komponentëve kryesorë të teheve të përbëra, ingranazheve dhe gjeneratorëve në pajisjet e energjisë së erës, si dhe metodat ekzistuese të diagnostikimit të defekteve dhe monitorimit të shëndetit, dhe në fund perspektivat për drejtimin e zhvillimit të kësaj fushe.
0 Parathënie
Falë kërkesës së madhe globale për energji të pastër dhe të rinovueshme dhe progresit të konsiderueshëm në teknologjinë e prodhimit të pajisjeve të energjisë së erës, kapaciteti i instaluar global i energjisë së erës vazhdon të rritet në mënyrë të qëndrueshme.Sipas statistikave të Shoqatës Globale të Energjisë së Erës (GWEC), në fund të vitit 2018, kapaciteti i instaluar global i energjisë së erës arriti në 597 GW, nga të cilat Kina u bë vendi i parë me një kapacitet të instaluar mbi 200 GW, duke arritur në 216 GW. , që përbën më shumë se 36 të kapacitetit total të instaluar global.%, ajo vazhdon të ruajë pozicionin e saj si fuqia kryesore e erës në botë dhe është një vend i vërtetë i energjisë së erës.
Aktualisht, një faktor i rëndësishëm që pengon zhvillimin e vazhdueshëm të shëndetshëm të industrisë së energjisë së erës është se pajisjet e energjisë së erës kërkojnë një kosto më të lartë për njësi të prodhimit të energjisë sesa karburantet tradicionale fosile.Fituesi i çmimit Nobel në Fizikë dhe ish-sekretari amerikan i Energjisë, Zhu Diwen, vuri në dukje ashpërsinë dhe domosdoshmërinë e garancisë së sigurisë së funksionimit të pajisjeve të energjisë së erës në shkallë të gjerë, dhe kostot e larta të funksionimit dhe mirëmbajtjes janë çështje të rëndësishme që duhet të zgjidhen në këtë fushë [1] .Pajisjet e energjisë së erës përdoren kryesisht në zona të largëta ose zona në det të hapur që janë të paarritshme për njerëzit.Me zhvillimin e teknologjisë, pajisjet e energjisë së erës vazhdojnë të zhvillohen në drejtim të zhvillimit në shkallë të gjerë.Diametri i teheve të energjisë së erës vazhdon të rritet, duke rezultuar në rritjen e distancës nga toka deri në këllëf ku janë instaluar pajisje të rëndësishme.Kjo ka sjellë vështirësi të mëdha në funksionimin dhe mirëmbajtjen e pajisjeve të energjisë së erës dhe ka rritur koston e mirëmbajtjes së njësisë.Për shkak të dallimeve midis statusit të përgjithshëm teknik dhe kushteve të fermave me erë të pajisjeve të energjisë së erës në vendet e zhvilluara perëndimore, kostot e funksionimit dhe mirëmbajtjes së pajisjeve të energjisë së erës në Kinë vazhdojnë të përbëjnë një përqindje të lartë të të ardhurave.Për turbinat me erë në tokë me jetëgjatësi prej 20 vjetësh, kostoja e mirëmbajtjes Të ardhurat totale të fermave me erë përbëjnë 10%~15%;për fermat e erës në det të hapur, proporcioni është deri në 20%~25%[2].Kostoja e lartë e funksionimit dhe mirëmbajtjes së energjisë së erës përcaktohet kryesisht nga mënyra e funksionimit dhe mirëmbajtjes së pajisjeve të energjisë së erës.Aktualisht, shumica e fermave me erë përdorin metodën e mirëmbajtjes së rregullt.Dështimet e mundshme nuk mund të zbulohen me kohë dhe mirëmbajtja e përsëritur e pajisjeve të paprekura do të rrisë gjithashtu funksionimin dhe mirëmbajtjen.kosto.Përveç kësaj, është e pamundur të përcaktohet në kohë burimi i defektit dhe mund të hetohet vetëm një nga një përmes një sërë mjetesh, të cilat gjithashtu do të sjellin kosto të mëdha operimi dhe mirëmbajtjeje.Një zgjidhje për këtë problem është zhvillimi i një sistemi të monitorimit të shëndetit strukturor (SHM) për turbinat me erë për të parandaluar aksidentet katastrofike dhe për të zgjatur jetën e shërbimit të turbinave me erë, duke ulur kështu koston e prodhimit të energjisë për njësi të energjisë së erës.Prandaj, për industrinë e energjisë së erës është e domosdoshme të zhvillohet sistemi SHM.
1. Statusi aktual i sistemit të monitorimit të pajisjeve të energjisë së erës
Ekzistojnë shumë lloje të strukturave të pajisjeve të energjisë së erës, kryesisht duke përfshirë: turbinat e erës asinkrone me ushqim të dyfishtë (turbinat e erës me shpejtësi të ndryshueshme me hapje të ndryshueshme), turbinat e erës sinkrone me magnet të përhershëm me lëvizje direkte dhe turbinat sinkrone me erë gjysmë të drejtpërdrejtë.Krahasuar me turbinat me erë me lëvizje direkte, turbinat e erës asinkrone me dyfishim të furnizimit përfshijnë pajisje me shpejtësi të ndryshueshme të marsheve.Struktura e saj bazë është paraqitur në Figurën 1. Ky lloj i pajisjeve të energjisë së erës zë më shumë se 70% të pjesës së tregut.Prandaj, ky artikull shqyrton kryesisht diagnozën e defekteve dhe monitorimin e shëndetit të këtij lloji të pajisjeve të energjisë së erës.
Figura 1 Struktura bazë e turbinës së erës me ushqyerje të dyfishtë
Pajisjet e energjisë së erës kanë funksionuar gjatë gjithë orës nën ngarkesa komplekse të alternuara, si p.sh. erërat e erës për një kohë të gjatë.Mjedisi i ashpër i shërbimit ka ndikuar seriozisht në sigurinë e funksionimit dhe mirëmbajtjen e pajisjeve të energjisë së erës.Ngarkesa alternative vepron në fletët e turbinës së erës dhe transmetohet përmes kushinetave, boshteve, ingranazheve, gjeneratorëve dhe komponentëve të tjerë në zinxhirin e transmetimit, duke e bërë zinxhirin e transmetimit jashtëzakonisht të prirur ndaj dështimit gjatë shërbimit.Aktualisht, sistemi i monitorimit i pajisur gjerësisht në pajisjet e energjisë së erës është sistemi SCADA, i cili mund të monitorojë statusin e funksionimit të pajisjeve të energjisë së erës si rryma, tensioni, lidhja në rrjet dhe kushte të tjera, dhe ka funksione të tilla si alarme dhe raporte;por sistemi monitoron statusin Parametrat janë të kufizuar, kryesisht sinjale të tilla si rryma, voltazhi, fuqia, etj., dhe ka ende mungesë të funksioneve të monitorimit të dridhjeve dhe diagnostikimit të defekteve për komponentët kryesorë [3-5].Vendet e huaja, veçanërisht vendet e zhvilluara perëndimore, kanë zhvilluar prej kohësh pajisje për monitorimin e gjendjes dhe softuer të analizës posaçërisht për pajisjet e energjisë së erës.Edhe pse teknologjia vendase e monitorimit të dridhjeve filloi vonë, e nxitur nga kërkesa e madhe e tregut vendas për funksionimin në distancë dhe mirëmbajtjen e energjisë së erës, zhvillimi i sistemeve të monitorimit vendas ka hyrë gjithashtu në një fazë zhvillimi të shpejtë.Diagnoza inteligjente e defekteve dhe mbrojtja e paralajmërimit të hershëm të pajisjeve të energjisë së erës mund të zvogëlojë koston dhe të rrisë efikasitetin e funksionimit dhe mirëmbajtjes së energjisë së erës, dhe ka fituar një konsensus në industrinë e energjisë së erës.
2. Karakteristikat kryesore të defektit të pajisjeve të energjisë së erës
Pajisjet e fuqisë së erës janë një sistem kompleks elektromekanik i përbërë nga rotorë (thika, shpërndarës, sisteme të hapjes, etj.), kushineta, boshtet kryesore, kuti ingranazhesh, gjeneratorë, kulla, sisteme trokitjeje, sensorë, etj. Çdo komponent i një turbine me erë i nënshtrohet ngarkesa të alternuara gjatë shërbimit.Me rritjen e kohës së shërbimit, lloje të ndryshme dëmtimesh ose dështimesh janë të pashmangshme.
Figura 2 Raporti i kostos së riparimit të secilit komponent të pajisjeve të energjisë së erës
Figura 3 Raporti i kohës së ndërprerjes së komponentëve të ndryshëm të pajisjeve të energjisë së erës
Mund të shihet nga Figura 2 dhe Figura 3 [6] se koha e ndërprerjes së shkaktuar nga tehet, kutitë e ingranazheve dhe gjeneratorët përbënin më shumë se 87% të kohës së përgjithshme të paplanifikuar të ndërprerjes dhe kostot e mirëmbajtjes përbënin më shumë se 3 të kostove totale të mirëmbajtjes./4.Prandaj, në monitorimin e gjendjes, diagnostikimi i defekteve dhe menaxhimi i shëndetit të turbinave me erë, teheve, kutive të ingranazheve dhe gjeneratorëve janë tre komponentët kryesorë që duhet t'u kushtohet vëmendje.Komiteti Profesional i Energjisë së Erës i Shoqërisë Kineze të Energjisë së Rinovueshme theksoi në një studim të vitit 2012 mbi cilësinë e funksionimit të pajisjeve kombëtare të energjisë së erës[6] se llojet e dështimit të teheve të energjisë së erës përfshijnë kryesisht plasaritjet, goditjet nga rrufeja, thyerja, etj., dhe Shkaqet e dështimit përfshijnë projektimin, veten dhe faktorët e jashtëm gjatë fazave të prezantimit dhe shërbimit të prodhimit, prodhimit dhe transportit.Funksioni kryesor i kutisë së marsheve është përdorimi i qëndrueshëm i energjisë së erës me shpejtësi të ulët për prodhimin e energjisë dhe rritja e shpejtësisë së boshtit.Gjatë funksionimit të turbinës së erës, kutia e shpejtësisë është më e ndjeshme ndaj dështimit për shkak të efekteve të stresit të alternuar dhe ngarkesës së ndikimit [7].Defektet e zakonshme të kutive të ingranazheve përfshijnë defektet e marsheve dhe defektet e kushinetave.Defektet e kutisë së shpejtësisë vijnë kryesisht nga kushinetat.Kushinetat janë një komponent kyç i kutisë së marsheve, dhe dështimi i tyre shpesh shkakton dëme katastrofike në kutinë e marsheve.Dështimet e kushinetave përfshijnë kryesisht lëvozhgën e lodhjes, konsumimin, thyerjen, ngjitjen, dëmtimin e kafazit, etj. [8], ndër të cilat lëvrimi i lodhjes dhe konsumimi janë dy format më të zakonshme të dështimit të kushinetëve rrotullues.Dështimet më të zakonshme të ingranazheve përfshijnë konsumimin, lodhjen e sipërfaqes, thyerjen dhe thyerjen.Defektet e sistemit të gjeneratorit ndahen në defekte motorike dhe defekte mekanike [9].Dështimet mekanike përfshijnë kryesisht dështimet e rotorit dhe dështimet e kushinetave.Dështimet e rotorit përfshijnë kryesisht mosbalancimin e rotorit, këputjen e rotorit dhe mëngët e lirshme të gomës.Llojet e defekteve motorike mund të ndahen në defekte elektrike dhe mekanike.Defektet elektrike përfshijnë qarkun e shkurtër të bobinës së rotorit/statorit, qarkun e hapur të shkaktuar nga thyerja e shufrave të rotorit, mbinxehja e gjeneratorit, etj.;Defektet mekanike përfshijnë dridhjet e tepërta të gjeneratorit, mbinxehjen e kushinetave, dëmtimin e izolimit, konsumimin e rëndë, etj.
Koha e postimit: 30-08-2021
