У кантэксце хуткага развіцця сучаснай індустрыі ветраэнергетыкі, асабліва-магутных берагавых і марскіх ветраных турбін, вібрацыя стала адным з асноўных фактараў, якія ўплываюць на бяспеку ветраных турбін, працягласць іх службы, выпрацоўку энергіі, а таксама выдаткі на эксплуатацыю і тэхнічнае абслугоўванне. Паколькі вышыня ступіцах ветравой турбіны працягвае павялічвацца, даўжыня лопасцей працягвае падаўжацца, а магутнасць асобнага-агрэгата працягвае расці, такія праблемы, як вібрацыя ветру, рэзананс вежы, хістанне лопасцяў, вібрацыя ланцуга перадачы і вібрацыя падмурка, з якімі сутыкаюцца ветраныя турбіны падчас працы, становяцца ўсё больш прыкметнымі.
Такім чынам, навошта патрэбен гасільнік вібрацый для ветраэнергетыкі? Турбулентны вецер, парывы, стрыжневы вецер і эфект цені вежы прымушаюць лопасці перыядычна змяняць цягу, што прыводзіць да махаў і ваганняў лопасцей, якія перадаюцца на ступіцу, галоўны вал, каробку перадач і вежу, што прыводзіць да бесперапыннай вібрацыі. Дысбаланс мас крыльчаткі, зрушэнне галоўнага вала, знос падшыпнікаў і зачапленне шасцярні каробкі перадач - усё гэта стварае высокачашчынныя-вібрацыі, якія з'яўляюцца асноўнымі прычынамі паломак ланцуга трансмісіі. Вежа ўяўляе сабой тонкую гнуткую структуру з нізкай уласнай частатой першага -парадку, што робіць яе схільнай да рэзанансу з частатой кручэння крыльчаткі і частатой праходжання лопасцей. Калі ўзнікае рэзананс, амплітуда вібрацыі рэзка ўзрастае, што пагражае бяспецы канструкцыі.
Якую небяспеку стварае вібрацыя для ветракоў? Ва ўмовах бесперапыннай вібрацыі тэрмін службы каробак перадач, падшыпнікаў, галоўных валаў і сістэм рыскання істотна скарачаецца, а частата адмоваў значна павялічваецца. Вібрацыя можа прывесці да аслаблення нітаў фланца вежы і асноўнай рамы, а ў цяжкіх выпадках у зварных швах могуць з'явіцца стомленыя расколіны. Перавышэнне лімітаў вібрацыі прывядзе да зніжэння нагрузкі асноўнай сістэмы кіравання, абмежавання хуткасці і абароны ад адключэння, непасрэдна скарачаючы час і выхад энергіі. Паломкі,-звязаныя з вібрацыяй, складаюць больш за 50 % усіх паломак ветраных турбін, а выдаткі на-тэхнічнае абслугоўванне на вялікай вышыні і афшорныя эксплуатацыі надзвычай высокія. Доўгатэрміновы-рэзананс або моцная вібрацыя могуць прывесці да парэпання ляза, дэфармацыі вежы, пашкоджання падмурка і нават сур'ёзных аварый.
Гэты артыкул знаёміць з прымяненнем гасільнікаў вібрацыі на лопасцях ветраных турбін. Лопасці з'яўляюцца найбольш моцна вібруючымі кампанентамі, у першую чаргу дэманструючы маханне, ваганні, трапятанне і незбалансаваную-вібрацыю, выкліканую абледзяненнем. Амартызатары масы з унутранай наладай, усталяваныя на 20–40% даўжыні лопасці, выкарыстоўваюць блок масы, спружыны і амартызацыйную структуру для наладкі з частатой вібрацыі лопасці, эфектыўна падаўляючы ваганні першага- і другога-парадку і махавыя вібрацыі, памяншаючы выгінальны момант стомленасці ў корані лопасці і падаўжаючы тэрмін службы лопасці.
Выкарыстанне вібрацыйных дэмпфераў зніжае амплітуду вібрацыі ляза на 30%–60%, зніжае пашкоджанне ляза ад стомленасці больш чым на 40%, зніжае рызыку парэпання і адрыву ляза і змякчае незбалансаванае ўздзеянне вібрацыі ад абледзянення.
Ветраэнергетыка звычайна выкарыстоўвае гасільнікі вібрацыі розных тыпаў і прынцыпаў працы. Найбольш шырока выкарыстоўваным тыпам з'яўляецца настроены масавы дэмпфер, які складаецца з масавага блока, спружыны і дэмпфера. Частата настроена на асноўную частату вібрацыі ветравой турбіны. Калі ўзнікае вібрацыя, масавы блок рухаецца ў процілеглым кірунку, спажываючы энергію. Ён мае надзейную структуру, стабільны эфект і шырокае прымяненне.
Афшорныя ветраныя турбіны працуюць ва ўмовах, у некалькі разоў больш жорсткіх, чым берагавыя турбіны. Такім чынам, гасільнік вібрацыі павінен адпавядаць высокім патрабаванням да каразійнай устойлівасці, уключаючы гарачае цынкаванне, нержавеючую сталь 316L, пакрыццё Dacromet, выпрабаванне саляным туманам на працягу больш за 1000 гадзін і стабільную працу пры тэмпературах ад -40 да 80 градусаў. Выдаткі на афшорнае абслугоўванне надзвычай высокія, што патрабуе канструкцыі з доўгім тэрмінам службы. Гідраўлічны дэмпфер таксама павінен быць распрацаваны для прадухілення ўцечак алею, якія могуць забрудзіць акіян.
Якія практычныя перавагі могуць атрымаць ветрапаркі ад выкарыстання Vibration Damper?
Павелічэнне выпрацоўкі электраэнергіі, зніжэнне вібрацыі,-выкліканае абмежаванне магутнасці і прастоі, стабільная праца ў зонах з турбулентным ветрам і агульнае павелічэнне выпрацоўкі электраэнергіі на 2%–8%; падоўжаны тэрмін службы асноўных кампанентаў з павелічэннем тэрміну службы лопасцяў на 20%–40%, тэрмін службы каробкі перадач павялічаны на 30%–50%, а пашкоджанне ад стомленасці вежы зніжана на 30%–60%; значнае зніжэнне выдаткаў на эксплуатацыю і тэхнічнае абслугоўванне, менш-вышынных аперацый па тэхнічным абслугоўванні, меншая колькасць каробак перадач і замен падшыпнікаў, эканомія ад тысяч да дзесяткаў тысяч долараў ЗША на марскую ветраную турбіну ў год; палепшаная агульная бяспека турбіны, пазбяганне рэзанансу, павышэнне выжывальнасці пры тайфунах, землятрусах і хвалях, а таксама зніжэнне рызыкі паслаблення нітаў і парэпання канструкцыі; паніжаны шум, са зніжэннем аэрадынамічнага і структурнага шуму, адпаведнасць патрабаванням аховы навакольнага асяроддзя і палягчэнне зацвярджэння праекта.
