【产品】BLADEcontrol®系统,通过对转子叶片的持续监测增加利润减少风险

2018-07-31 WEIDMULLER

魏德米勒BLADEcontrol®系统发出桨叶损坏和结冰的及时警告,并通过对转子叶片的持续监测达到更多利润-更少风险的目的。



为了监测风力发电装置的转子叶片,魏德米勒利用BLADEcontrol®产品系列开发了一种创新型系统。BLADEcontrol®灵敏型传感器察觉初期转子叶片的损坏与冻结。因此在恰当的时间采取合适的举措就能避免系统故障。在重大损坏事故发生时,BLADEcontrol®向安装控制器输送信号,立即停止装置,并避免叶片的破裂。这个系统由分布在转子叶片上的传感器,轮毂测量单元,配有触点机舱的WiFi可选数据传输器,评估与通信器,数据备份服务器,以及在互联网环境下的的可视化系统。BLADEcontrol®既能用于新建系统也能被用于已有系统。易于安装或改装。


风力发电装置的转子叶片处在高应力状态之中。阵风,暴风雨,霜冻或是雷电都能导致不可见的轻微损伤,这类损伤从地面来讲也不易看见,通常只能在日常的维护中被监测出。那时,维修工作的数量将大幅增加。最糟糕的状况是关闭风力发电几周,这就意味着风机不会发电。


魏德米勒BLADEcontrol®监测系统能精确检测出损坏情况。一天24个小时,一年365天,BLADEcontrol®分别持续地记录每个转子叶片的情况。它甚至能察觉出装置损坏后的微小变化。因此,它比人工目测能更早地发现问题,并同时可阻止其朝不可控制的方向发展。这也就减少了高昂的维修风险,同时增加了整个装置的经济效益。


除了叶片自身的损坏,BLADEcontrol®  也能监测出空气动力不平衡,叶片的松动部件,轮毂或是浆距的失调。系统由此确保了装置能可靠地运行和高电能的输出。BLADEcontrol®监测系统自2008年起由德国劳埃德船级社(即现在的DNV GL船级社)持续认证。在探测损坏度与操作熟悉度方面,它一直是为转子叶片而设的主导产品。


了解何时覆冰会造成重大影响

寒冷与黑暗让冬季成为供电旺季。随着气温的下降,机舱上的覆冰传感器释放覆冰预警信号,许多风力发电装置因此自动停机。与机舱相比,各种覆冰条件更易在转子叶片上产生作用,其中分布着部分不同的覆冰传感器。由此,BLADEcontrol®直接测量出转子叶片上的覆冰程度。叶片尖端在寒冷的空气中划过,其上的风速达到了250千米/时。当转子叶片还没有完全地被冰所覆盖时,系统通过直接测量冰形成的位置以进行精确探测,并帮助阻止忽视的结冻风险或是在服务外不必要的安装风险。


BLADEcontrol® 能探测出何时转子叶片达到覆冰的临界点。重要的是,它也能测试出何时风险已经过去了。因此,风力发电机组能在白天或是夜晚的任何时刻被重启。它的自动重启功能被DNV GL 船级社正式认证与认可。


BLADEcontrol®基于简单的物理原理:冰的集聚改变了转子叶片的自然震动行为,由于其所产生的额外重量反过来减轻了震动的频率。得益于高度灵敏型的传感器系统以及专项评估法,系统能对毫米范围内的冰层厚度进行精度测量。测量既能在装置运行时进行也能在装置静止时进行,因此在每次启动前它都能被检查装置从而确保其完全解冻。


由于探测出早期损伤,从而有效缩减了维修与重置成本

虽然可视化的转子叶片监测能发觉由外部原因造成的明显损坏,但叶片发生损坏的时刻可能早就过去,进而造成的缺陷可能进一步恶化。魏德米勒BLADEcontrol®在叶片损坏初期就成监测出损坏状况。


系统通过对转子叶片的震荡频率状况进行精确测量,甚至能探测出细微的变化。这种类型的探测也能反映转子叶片内部的损坏,由于曝露在恶劣气象条件下工作和由外部原因造成的不可见的损坏。


在每个转子叶片内部的加速度传感器在单个模块内进行精确、高敏、多维度与紧凑地测量。BLADEcontrol®  将数据收集到轮毂中,再将它传递到机舱。安装在塔座底部的评估单元持续地分析与记录数据。它监测出损坏情况,并根据严重程度对其进行分类,再将信息传递。


BLADEcontrol® 将一切重要的状况直接传送给风机控制器,以此确保风机在恰当的时刻关闭。所有监测出的损坏状况信息被同时传递到魏德米勒监控中心。在这个监控中心,专家对数据进行评估并为使用者提供具体操作建议。使用者能在任何时刻在线获得风机的运行状况。直观的红绿灯形式反映出转子叶片的状态:绿灯代表正常工作,黄灯代表轻微损坏,红灯代表严重损坏。额外的失效,例如叶片错位或是动态不平衡,这些都由魏德米勒监控中心判定并在线公布,以便对必要的维修工作进行合理规划并同时帮助避免高额的后续成本。




BLADEcontrol®系统

BLADEcontrol® 系统由下列的部件组成:

-       传感器(RB):集成在转子叶片和轮毂中,为了测量转子叶片和转子叶片和风机震动的元件

-       轮毂测量单元(HMU):为了集中测量数据并将其传递给评估通信器的轮毂处理器

-       触点机舱(APNAC):在轮毂测量器与WiFi评估通信器之间传递数据的元件(触点机舱是可选的)

-       评估通信单元(ECU):用数据库服务器测量、评估、处理和传递数据评估通信的处理器

-       数据库服务器(DBS):通过评估通信器,储存和管理永久数据,控制用户通信的数据库处理器

-       网络可视化系统(WebVIS):在互联网环境下,将用户界面图表化,使风力发电装置转子叶片的现有状态和过去状态具象化。授予用户访问权限通过传输访问数据得以实现。访问数据由用户名和密码组成。


系统结构能根据风力发电装置生产商的需求而调整。魏德米勒BLADEcontrol® 既能被用于正在创建的系统也能被用于已存在的系统。它的安装和改造都很容易。


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