Engineering Competence

Мобильная альтернатива для мониторинга ветряных турбин

Операторам ветряных турбин необходимо следить за оборудованием для обеспечения оптимальной работы. Часто для этого используются стационарные установки для мониторинга состояния, но иногда они не подходят. В таких случаях выполнение мониторинга с помощью мобильной системы может оказаться более экономичным и менее трудозатратным.

Related Articles

Стационарная система мониторинга состояния (CMS) для ветряных турбин измеряет вибрацию для оценки механического состояния трансмиссии турбины. За последние 15 лет были разработаны передовые методы и стандарты, и получаемые результаты обычно являются надёжными для операторов ветроэнергетических установок.

Но что делать, если турбины ветроэнергетической установки не были оснащены стационарной системой CMS? Модернизация возможна, однако оператор может оказаться не в состоянии оправдать необходимые капиталовложения, поскольку ветроэнергетическая установка слишком старая, или участок подвержен рискам. В этом случае правильным решением может стать концепция мобильной системы CMS, которую предлагает компания SKF.

Это означает, что онлайн-устройство CMS, адаптированное для временного использования, будет устанавливаться на ограниченный период времени — от одного часа до нескольких дней, обеспечивая достойный уровень качества результатов с точки зрения обнаружения и идентификации проблем.

Общая концепция мобильной системы CMS.

Сокращение рисков внеплановых остановов

Мобильная система CMS собирает данные, например, о вибрации, с помощью тахометра. Данные передаются в центр удалённой диагностики SKF через подключение для мобильной передачи данных. На основе полученных данных собирается и анализируется контекстная информация о выбранных параметрах. На основе этой информации оператору ветроэнергетической установки предоставляются отчёты о событиях и проактивные рекомендации по техническому обслуживанию. Это снижает риск внеплановых остановов и потери прибыльности при эксплуатации.

Мобильное устройство CMS — такое же, как и в стационарных системах, но оно помещено в прочный корпус для применения в промышленных условиях, с брызгозащищёнными разъёмами, встроенной SIM-картой и антенным гнездом для использования мобильной связи.

Обзор мобильной системы CMS.

Некоторые операторы пытались использовать для мониторинга оборудования стандартное портативное устройство, такое как прибор для сбора данных о вибрации, но такой подход имеет определённые недостатки. Оператору обычно не разрешается находиться в турбине во время её запуска, а стандартное устройство может выдавать неточные результаты при перемещении прибора из-за изменений ветра. Хотя оба варианта позволяют проводить измерения за короткое время, концепция мобильной системы CMS, которую предлагает SKF, имеет много преимуществ.

Обеспечение правильной оценки

Существуют несколько ключевых аспектов для обеспечения правильной оценки рабочих характеристик турбин с помощью мобильной системы CMS. Типичные случаи, когда концепция мобильной CMS может быть полезной, включают проведение оценки турбины в конце гарантийного срока, проверку состояния нового парка ветроэнергетических установок, отслеживание конкретной механической неисправности, определение места для проведения видеоинспекции с помощью бороскопа, оптимизация анализа смазочных материалов или планирование задач по останову для техобслуживания.

Конечно, нельзя ожидать от нескольких часов записи с помощью мобильной системы CMS той же эффективности, что и от длительного круглосуточного мониторинга с помощью стационарной системы CMS. Непрерывный мониторинг может гарантировать, что все незначительные отклонения будут обнаружены. Это позволяет точно следить за отклонениями, когда может быть выявлено любое механическое ухудшение, и информация о нём может быть передана соответствующему персоналу с помощью функции автоматической сигнализации.

Как и при постоянном мониторинге, мобильная CMS должна собирать минимальный объём информации, чтобы ограничить неопределённость анализа. Эта информация должна включать кинематические данные, такие как модели производственных активов, отношения частот вращения редукторов, характеристические частоты подшипников и кривые мощности турбин. Кроме того, в идеале информация должна включать технические данные, такие как возраст производственных активов, данные о капитальном ремонте компонентов и анализе смазочных материалов, а также ключевые выбранные параметры, такие как температура и данные мониторинга загрязнений.

Расположение датчиков идеально адаптируется к зонам нагружения, в зависимости от конструкции трансмиссии турбины. После этого требуется минимальная ветровая нагрузка на механические компоненты, чтобы можно было обнаружить и оценить возможные проблемы и определить их серьёзность. SKF предлагает индуктивный датчик с магнитным держателем, который подключается к мобильной системе CMS.

Пример настройки датчика.
Индуктивный датчик, измеряющий высокую частоту вращения вала.

Требования к более широкому диапазону частот вращения

Стационарная CMS позволяет оператору избирательно подходить к сбору данных в зависимости от частоты вращения и активной мощности при выполнении измерений в аналогичных условиях нагружения, что позволяет формировать последовательные тренды. С мобильной системой CMS всё немного сложнее. Принимая во внимание ограниченное время измерений, необходимо расширить диапазон частот вращения. Классификация аналогичных записей об условиях нагружения проводится впоследствии с помощью программного обеспечения системы CMS. Однако всё равно необходимо использовать максимально допустимый параметр дельта-скорости, который защищает от ухудшения данных CMS, возможного при изменениях ветра.

Мобильная система CMS также позволяет сравнивать значения для конкретного оборудования, обеспечивая обзор состояния каждого компонента.

В дополнение к этому, мобильная система CMS обеспечивает точные кинематические и качественные измерения, повышая точность диагностики и, соответственно, решений в сфере эксплуатации и техобслуживания.

Пример настройки диапазона частот вращения в зависимости от кривой мощности турбины.
Общий индикаторный показатель для подшипника с течением времени, обеспечивающий простоту сравнения состояния компонентов.
Использование характеристических частот компонентов.

Заключение

Цель данной статьи состоит в том, чтобы описать адекватные правила работы мобильной системы CMS, а также подчеркнуть её плюсы и минусы по сравнению со стационарным оборудованием.

Такая мобильная система может обеспечить очень хорошее соотношение преимуществ и рисков для тех случаев использования, для которых она подходит, и может быть ценным дополнением к существующему протоколу эксплуатации и техобслуживания.

Следует также отметить, что для выполнения задач по установке и измерениям не требуются специальные навыки. Однако созданием базы данных, анализом данных и составлением отчётов будет заниматься партнёр-специалист. Выводы могут быть предоставлены уже во время мероприятий по измерению, поскольку данные отправляются непосредственно в удалённую облачную систему диагностики.