ენერგია და გარემო

ფაქტორები ქარის ტურბინის გადაცემათა კოლოფის გაუმართაობაში

ფაქტორები ქარის ტურბინის გადაცემათა კოლოფის გაუმართაობაში

ქარის ტურბინის მოვლა-პატრონობა შეიძლება მოიცავდეს მრავალფეროვან საქმიანობას, მაგრამ ერთ-ერთი მთავარი საკითხი ქარის ტურბინის კოლოფის შეკეთებას ან შეცვლას ეხება, რომლებიც ხშირად ნაადრევად ვერ ხერხდება, სანამ არ შეასრულებენ 20-წლიან სიცოცხლეს. ქარის ზოგიერთ პროექტში რამდენიმე წლის განმავლობაში 50% -იანი ჩავარდნის მაჩვენებელია. ეს, თავის მხრივ, ზრდის ხარჯებს გაზრდილი შეჩერებით, გაზრდილი ტექნიკური მომსახურებით და კოლოფის გადაკეთებით და შეცვლით.

ამის ერთ-ერთი მიზეზი არის ის ფაქტი, რომ ინდუსტრია ძალიან ახალია სხვა ინდუსტრიებთან შედარებით, მაგრამ ეს შეიძლება ასევე შემცირდეს ქარის ტურბინის განვითარების ტემპით, რაც უფრო დიდი დიზაინის ბაზარზე გამოდის. ტურბინის დატვირთვის ცუდი გაგება კიდევ ერთი ფაქტორია, ისევე როგორც ტურბინის საკისრებში ღერძული გაბზარვის საკითხი.

2007 წელს განახლებადი ენერგიის ეროვნულმა ლაბორატორიამ (NREL) დააარსა NREL გადაცემათა კოლოფის საიმედოობა თანამშრომლობის მიზნით, რათა შეაფასოს რატომ ხდება გადაცემათა კოლოფის ავარია და როგორ უნდა მოგვარდეს ეს პრობლემა. ამ საკითხს ათვალიერებენ სანდის ეროვნული ლაბორატორიები ალბუკერკში. ამის შედეგი იყო უფრო მეტი სურვილი, რომ მიღებული მონაცემები გაეზიარებინა ფართო საზოგადოებას, მაშინ როდესაც ინდუსტრია გარკვეულწილად ერიდებოდა ამის გაკეთებას. ამის უპირატესობა ისაა, რომ ის საშუალებას აძლევს ინდუსტრიას აუხსნას საზოგადოებას რას აკეთებს ქარის ენერგიის შემცირების მიზნით.

მაგალითად, წინა წლებში, ფართომასშტაბიანი ტესტირება ძვირი ღირდა, ამიტომ ორიგინალი აღჭურვილობის მწარმოებლები (OEM) ცდილობდნენ მოკლე ტესტების ჩატარებას და არა უმეტეს მათგანი. ამასთან, ტესტირება ახლა უფრო ვრცელია, ძირითადად ტარდება დიდ საცდელ სტენდებზე და, შესაბამისად, უფრო მკაცრიც.

ქარის ტურბინის გადაცემათა კოლოფის I ეტაპი ტესტირება NREL- ში [სურათის წყარო: NREL]

ცოდნა იმის შესახებ, თუ როგორ რეაგირებენ ქარის ტურბინის გადაცემათა კოლოფი დატვირთვებზე, ახლა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა, ხშირად დიზაინის პროგრამული უზრუნველყოფის წყალობით, რომელიც შეიმუშავეს კომპანიებმა, როგორიცაა Romax Technology, დაფუძნებული ტროაში, მიჩიგანის შტატში, რომელმაც აწარმოა პროგრამული პაკეტი Romax Wind. ამგვარი პროგრამული უზრუნველყოფით აღჭურვილ ინჟინრებს ბევრად უფრო სწორად შეუძლიათ შეაფასონ სიჩქარისა და საკისრების დატვირთვა და ეს ნიშნავს, რომ ისინი ბევრად უკეთეს ადგილას არიან, რათა შეძლონ უფრო მდგრადი ქარის ტურბინების შემუშავება.

მაგალითად, ახლა უკვე საკმაოდ ცხადი გახდა, რომ ქარის ტურბინის გადაცემათა კოლოფის უმეტესობა, 76% -იანი ჩავარდნით, განპირობებულია საკისრების უკმარისობით, თუმცა, რა თქმა უნდა, ეს ერთადერთი საკითხი არ არის. ღერძის ღერძი საკისრებში არის ასეთი ჩავარდნის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი.

საკისრების ღერძული გაბზარვის გარდა, საპოხი მასალების მკვეთრი ნაწილაკებით დაბინძურებამ შეიძლება გამოიწვიოს უკმარისობა ტარების ლილვაკების ორმოს მეშვეობით. იგი იწყება როგორც მიკროფონირება, ასევე ცნობილია როგორც ნაცრისფერი შეღებვა ან გაყინვა, რადგან მიკროსკოპული ბზარების არსებობა გამოწვეულია ფერის გამო, რომლებიც ზოგადად ძალიან მცირეა, რომ თავისთავად ჩანს, მაგრამ ერთობლივად იწვევს ნაცრისფერი ფერის მიღებას. როლიკერის ზედაპირი შემდეგ ასუსტებს, რის შედეგადაც ხდება სიზუსტის ტოლერანტობის დაკარგვა. დამაბინძურებლები, როგორც წესი, არის ისეთი მასალები, როგორიცაა ქვიშა, ჟანგი, ჩიპები დამუშავებისგან, მტვრის დაფქვა და გაფუჭება და ნამსხვრევები, რომლებიც გამოწვეულია ცვეთით. სამწუხაროდ, ამ ნაწილაკების უმეტესობა არ შეიძლება გაფილტრულიყო საპოხი მასალისგან.

მუქი ლაქები დამაბინძურებელია ზეთში [სურათის წყარო: NREL]

ჩქაროსნული გადაცემათა კოლოფი ხშირად განიცდის მაღალი ჩამორჩენის სიჩქარეს. ინჟინრები მათ ქარის ტურბინებში დაყენების ტენდენციას ანიჭებდნენ, რადგან ამან საშუალება მისცა მცირე ზომის გენერატორების დაყენებასაც, რითაც შეამცირეს წინასწარი ხარჯი. ტენდენცია ახლა უფრო საშუალო სიჩქარის გადაცემათა კოლოფის დაყენებისკენ მიდის. მათ აქვთ ნაკლები სიჩქარე და საკისრები და, შესაბამისად, ბევრად უფრო საიმედოა, მაგრამ ასევე უფრო ძვირია. ამის მიუხედავად, საშუალო სიჩქარის გადაცემათა კოლოფებმა შეიძლება გაზარდონ ერთდროულად მოქმედი ტურბინების რაოდენობა, რაც გაზრდის წარმოქმნილი სუფთა ენერგიის რაოდენობას და შექმნის ათასობით სამუშაო ადგილს დიზაინში, წარმოებასა და ექსპლუატაციაში.

ბევრი გადაცემათა კოლოფი ვერ ხერხდება სახეხი გაწურვის გამო. ეს ხდება მაშინ, როდესაც სიჩქარის ნაწილის ტემპერატურა აღემატება ფოლადის წნევის ტემპერატურას, რომლის დამზადებაც ხდება. ეს, თავის მხრივ, ამცირებს მის სიმტკიცეს და, შესაბამისად, სიმტკიცეს. ამის საწინააღმდეგოდ, OEM– ები ითხოვენ თავიანთ მომწოდებლებს, გადაამოწმონ გადაადგილების სიჩქარე. პროცესი, სახელწოდებით nital etching, შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომპონენტებში მიკროსტრუქტურის განსხვავებების დასადგენად, რაც საშუალებას იძლევა დამუშავების ან დაფქვის შედეგად დაზიანებული უბნების იდენტიფიცირება. თუ ასეთი ადგილები სათანადოდ არ გაცივდება, შეიძლება გადახურდეს. ისინი უფრო მუქი გამოჩნდებიან nital etch ტესტის ქვეშ, ვიდრე დაუზიანებელი ადგილები.

უცხო ნაწილაკის მექანიზმში მოქცევა იწვევს სტრესის მომატებას. თუ ის საკმარისად დიდია და აქტიურ კონტაქტურ ზედაპირთან საკმარისად ახლოსაა, ეს სიჩქარის უკმარისობის მიზეზი გახდება. ამის წამალია არა დესტრუქციული ტესტირება, როგორიცაა ეტაპობრივი მასივის ულტრაბგერითი ტესტირება, რომელიც ხელს უწყობს "ჩანართების" რაოდენობის შემცირებას და, ამრიგად, სიჩქარის უკმარისობის რაოდენობას.

ღერძული გაბზარვის იმ პრობლემასთან დაკავშირებით, რაც ადრე აღვნიშნეთ, ეს არის ტურბინის კოლოფის უკმარისობის რეგულარული მიზეზი. ღერძების ღერძული ბზარი ჩვეულებრივ ხდება ტარების შიდა რგოლზე გრძელი ბზარების სახით. მას ხანდახან უწოდებენ "თეთრ ნაპრალს" იმ არარეგულარული თეთრი უბნების გამო, რომლებიც ჩნდება ტარების ზედაპირებზე, როდესაც ისინი ქიმიურად იჭრება და იკვლევენ მიკროგრაფიების გამოყენებით. ეს არის პრობლემა, რომელიც აწუხებს ყველა მწარმოებლის გადაცემათა კოლოფს და განსაკუთრებით დაუცველია ცილინდრული როლიკებით საკისრები. წარმოების დროს სითბოს დამუშავებამ შეიძლება გაამძაფროს პრობლემა იმაში, რომ არაერთგვაროვანმა გაგრილებამ შეიძლება გამოიწვიოს ლოკალიზებული სტრესი, რასაც ბზარები მოჰყვება. სითბოს დამუშავების განსაკუთრებული ფორმა, რომელიც ცნობილია როგორც საქმის ნახშირბადობა, ხელს უწყობს საკისარებში ღერძული გაბზარვის შემცირებას. ეს გულისხმობს კომპონენტის მოთავსებას ნახშირბადის ატმოსფეროს ღუმელში, რასაც მოჰყვება ჩაქრობა და შერბილება, გამკაცრებული დაბალი ნახშირბადის ბირთვისა და მყარი მაღალი ნახშირბადის გარსის მიწოდება.

მაღალსიჩქარიანი და შუალედური ეტაპის სიჩქარის დაზიანება [სურათის წყარო: NREL]

კრეკირება შეიძლება ასევე მოხდეს აუსტენიტის მარტენზიტად არათანაბარი გარდაქმნის გამო. მარტენზიტი არის ფოლადის ძალიან მყარი ფორმა. მარტენზიული ტრანსფორმაცია ხდება კონკრეტული ლითონების გაგრილებისას და ხშირად, როდესაც ავსტენიტი გაცივდება ოთახის ტემპერატურაზე. ოსტენიტი არის რკინის ალოტროპი, ალოტროპია არის ზოგიერთი ქიმიური ელემენტის საკუთრება, რომ არსებობდეს ორი ან მეტი განსხვავებული ფორმით იმავე ფიზიკურ მდგომარეობაში. მაგალითად, ნახშირბადის ალოტროპებს მიეკუთვნება ალმასი, გრაფიტი, გრაფინი და ფოლერენი. აუსტენიტის გარდა, რკინის კიდევ ორი ​​ალოტროპია ალფა რკინა (ფერიტი) და დელტა რკინა. ოსტენიტი ასევე ცნობილია, როგორც გამა რკინა. თუ აუსტენიტის მარტენზიტად გარდაქმნა არ არის ერთგვაროვანი, მას შეუძლია გამოიწვიოს გაცივების სხვადასხვა სიჩქარე, რაც თავის მხრივ იწვევს ზრდას, შემცირებას და დამახინჯების დამახინჯებას, რაც იწვევს გაბზარვას.

ღერძული ბზარი ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გასაგები, მაგრამ სხვა გამოსავალი, გარდა კარბურიზაციის სითბოს დამუშავებისა, შეიძლება იყოს შავი ოქსიდის საფარი საკისრებზე. ამან შეიძლება გააუმჯობესოს ფოლადის სტრუქტურული თვისებები, რომლებიც იყენებენ საკისრების წარმოებას, ხოლო წყალბადის გაძევებისას. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან წყალბადმა შეიძლება გამოიწვიოს ფოლადის მყიფე გახდეს. წყალბადის წყაროებში შეიძლება შედის გადაცემათა კოლოფის ზეთი, ზეთში ტენიანობა და სხვადასხვა ზეთის დანამატები. სხვა წყარო შეიძლება იყოს ელექტროსტატიკური გამონადენი ელექტრული ან საპოხი სისტემებიდან, რამაც შეიძლება წყალბადის მოპოვება გადაცემათა კოლოფში წყლისა და ზეთისგან.

მიუხედავად იმისა, რომ გადაცემათა კოლოფის უკმარისობა ნამდვილად არის მუდმივი პრობლემა ქარის სექტორში, ამ საკითხების გაგება მუდმივად უმჯობესდება და ამასთანავე, ქარის ტურბინების საიმედოობა.


Უყურე ვიდეოს: ზესტაფონში ქარის ელექტროსადგური აშენდება (ოქტომბერი 2021).