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移动式状态监测系统成为风电机组的新选择

风电运营商需要监测风电机组,以确保其设备处于最佳状态。监测工作通常由安装永久性状态监测系统完成,但有时永久性监测系统并不适用。在这种情况下,移动式状态监测系统有时能更经济、更省力地完成监测任务。

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用于风电机组的永久性状态监测系统利用振动数据来评估风机传动系统的机械状态。在过去15年里,最佳方法已形成,相关标准也已出台。对于风场运营商来说,状态监测结果通常是准确可靠的。

然而,如果风机并未配备永久性状态监测系统又该如何呢?一种办法是实施设备改造进行安装,但如果风场过于老旧,或现场遭到损坏的风险过高,风电运营商可能没有充分的理由为此进行资本投资。在这种情况下,SKF的移动式状态监测系统不失为可行的解决方案。

采用移动式状态监测系统意味着,为临时使用而定制的在线状态监测系统设备将按照适当的流程,安装使用一段时间(从一小时到几天不等),以确保其在故障监测和识别方面取得良好的效果。

移动式状态监测系统概览。

降低计划外停机风险

移动式状态监测系统利用转速表采集振动等相关数据,并将数据经由移动数据连接系统,上传至SKF远程诊断中心。诊断中心根据数据,对选定参数的相关情境信息进行整理和分析。基于这些结果,风场运营商可获得异常情况报告和主动式维护建议,从而降低计划外停机风险和营收损失风险。

移动式状态监测系统所用设备与永久性系统中的设备相同,但移动式设备是与防水接头、一张集成SIM卡和用于移动信号的开槽天线一起装在一个坚固耐用的工作箱中。

移动式状态监测系统。

一些运营商尝试使用振动数据采集器等标准手持设备来监测风电机组,但这种方法有不足之处。一方面,在风机启动运行时,通常不允许操作人员待在里面,另一方面,当标准手持设备在风机上移动时,可能会因风的变化而造成监测结果不理想。虽然这两种方法都可以在短时间内获得测量结果,但相比之下,SKF移动式状态监测系统具有诸多优点。

确保正确的状态评估

为了确保移动式状态监测系统能对风机状态进行正确的评估,需要考虑一些关键因素。移动式状态监测系统的典型应用场合包括:风机质保期结束时进行评估,新风场状态的检查,跟踪特定的机械问题,用内窥镜进行定点视频检查,优化润滑剂分析以及规划维修期停机时间。

当然,不可能期望移动式状态监测系统几小时的记录可以媲美永久性状态监测系统长期全天候的监测。永久监测可以确保捕捉到所有信号的轻微偏差,从而可精准地跟踪,还可以发现任何机械性能退化现象,并通过自动报警功能发送给相关人员。

与永久监测一样,移动式状态监测系统所收集的数据量应达到最低要求,以减少分析的不确定性。这些数据必须包括设备型号、齿轮箱速比、轴承型号和风机功率曲线等动力数据。理想情况下,它还应包括相关技术历史记录,如设备的使用年限、部件大修情况和润滑剂分析,以及温度和杂质监测等关键的选定参数。

传感器最好装在载荷区,具体取决于风机传动系统的设计。机械部件上要求有最小的风荷载,以便能够检测和评估可能存在的问题并查明问题的严重性。SKF建议采用与移动式状态监测系统相连的带磁座的感应式传感器。

传感器安装示例。
感应式传感器测量高速轴的转速。

需要更大的速度范围

采用永久性状态监测系统,运营商在数据采集方面(涉及在相似载荷条件下采集速度和有功功率的样本)能够做出选择,从而得出一致的趋势判断,而这对于移动式状态监测系统来说则难度较大。鉴于测量的窗口有限,需要一个更大的速度范围。后续再利用状态监测系统软件,对相似载荷条件的记录进行归类。然而,仍然需要使用最大允许的速度角参数,从而防止在风的波动时可能出现的状态监测系统数据质量降级。

依照移动式状态监测系统流程,还可以比较特定风机的状态监测数值,从而提供各个部件的状态信息。

此外,移动式状态监测系统提供精确的动态的和定性的测量结果,从而提高了诊断的准确性,并为运行和维护决策提供了更好的支持。

速度范围设置与风电机组功率曲线示例。
全面展示随时间推移而变化的轴承指标值,突出显示简单易用部件的状态对比。
部件缺陷频率的使用。

结论

本文旨在建立移动式状态监测系统适用的规则,并阐明与永久性监测相比它的优点和不足。

作为对现有运行和维护协议的有益补充,移动式状态监测系统如用于合适的应用场合将是一项高收益、低风险的投资。

值得一提的是,执行安装和测量任务可以不需要特定技能。然而,数据库的创建、数据分析和数据报告必须由专业合作伙伴负责。由于数据直接上传至远程诊断云,因此结论可在测量工作期间提供。