Wykorzystanie akcelerometrów przemysłowych firmy Hansford Sensors w energetyce wiatrowej
Akcelerometr HS-100SF firmy Hansford Sensors
Podzespoły układu kinematycznego turbiny wiatrowej wymagają ciągłego monitorowania stanu technicznego, aby można było nadzorować zużycie łożysk oraz pozostałych komponentów. Z uwagi na fakt, że farmy wiatrowe są instalacjami rozproszonymi, położonymi w odległych lokalizacjach, koszty usuwania skutków awarii są bardzo wysokie. Tym ważniejsza staje się możliwość określenia stanu technicznego turbiny oraz wczesne wykrycie uszkodzenia, tak by móc jak najszybciej podjąć działania zaradcze w celu uniknięcia awarii.
Hansford Sensors, wychodząc naprzeciw temu zapotrzebowaniu, proponuje kilka różnych produktów, zależnie od potrzeb użytkowania oraz wymagań producentów OEM. Firma od lat jest dużym dostawcą akcelerometrów dla przemysłu energetycznego oraz spółek zajmujących się monitoringiem farm wiatrowych na całym świecie. Przed wyszczególnieniem urządzeń, które były instalowane, przeanalizowane zostaną wymagania techniczne i problemy z instalacją, które mogą pojawić się przy aplikacjach w tym sektorze energetyki.
Podstawowy system monitorowania pojedynczej turbiny składa się z ośmiu akcelerometrów. Niektóre z instalacji wymagają użycia czujników z polepszoną odpowiedzią częstotliwościową w wersji do monitorowania drgań niskiej częstotliwości: do pomiaru drgań wolnoobrotowych części elektrowni oraz ruchów wieży. Wykorzystywane akcelerometry mają czułość 100 mV/g. Niekiedy dwa akceleratory zastępowane są urządzeniami o czułości 250 mV/g lub 500 mV/g, w zależności od wymagań klienta. Akcelerometry te wykorzystywane są do analizy drgań przy niskich prędkościach obrotowych.
W dotychczasowych aplikacjach, w zależności od projektu, akcelerometry serii HS-100 używane były w wersjach ze zintegrowanym przewodem w pancerzu i podstawkami montażowymi Quick-Fit lub w wersji niskoprofilowej ze złączem M12 i osobnym okablowaniem różnej długości, dostarczanym jako część pakietu.
Technologia montażu czujników zależy od projektu. W nowych turbinach OEM producenci instalują czujniki Hansford Sensors ze śrubą montażową M8. Montaż odbywa się na przygotowanej uprzednio płaskiej powierzchni, w której zostaje wywiercony i nagwintowany otwór o odpowiedniej średnicy. W projektach, gdzie instalacja dotyczy odebranych już przez użytkownika turbin, ze względu na warunki gwarancyjne montaż odbywa się na podstawkach pokrytych klejem, bez wiercenia otworów.
Kolejnym elementem systemu jest okablowanie oraz zbiorcze skrzynki połączeniowe instalowane w gondoli wiatraków, skąd w zależności od konfiguracji odpowiednie kable wielożyłowe przesyłają sygnał do skrzynek u podnóża elektrowni i dalej do systemów monitorowania lub przełącznikowych skrzynek z gniazdem BNC.
W niektórych projektach, gdzie ciągły system monitorowania nie jest uzasadniony ekonomicznie, zastosowanie ma tańsza opcja polegająca na instalacji akcelerometrów (serii HS-100) wraz ze skrzynką połączeniową oraz zbiorczą skrzynką przełącznikową na ziemi. Następnie użytkownicy turbiny korzystają z zewnętrznych firm lub ze swoich służb wyposażonych w przenośny analizator drgań. Do gniazda BNC w skrzynce przełącznikowej można podłączyć dowolny zbieracz danych.
Wadą takiego rozwiązania jest fakt, że metoda ta jest tak dobra, jak ostatnio zebrana paczka danych, co w przypadku turbin wiatrowych, pracujących ze zmienną prędkością obrotową oraz w ciągle zmieniających się warunkach, ma duże znaczenie. Jednakże niezaprzeczalną zaletą jest to, że istniejącą już instalację można niewielkim nakładem kosztów łatwo rozbudować do pełnego systemu monitorowania. Wystarczy zastosowaną skrzynkę przełącznikową wymienić na stację monitorowania on-line systemu diagnostycznego z rejestracją danych oraz bezprzewodowym dostępem do Internetu.
Mateusz Bujak
www.hansfordsensors.pl
source: Hansford Sensors