በነፋስ ተርባይን ውስጥ የናሴል ዋና ዋና ክፍሎች
በዘመናዊ የንፋስ ተርባይን ስርዓቶች ውስጥ፣ ናሴሌ አብዛኛዎቹን ወሳኝ ሜካኒካል እና የኤሌክትሪክ ክፍሎችን የሚያስተናግድ "ዋና ቤት" ነው። በቀጥታ ከሮተር እና ከማዕከሉ (የምላጭ መያዣ) ጀርባ ባለው ግንቡ አናት ላይ ይገኛል። በናሴሌ ውስጥ፣ ቢላዎቹን የሚያሽከረክረው የንፋስ ኃይል ይተላለፋል፣ ይቆጣጠራል፣ ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል ይለወጣል፣ ከዚያም ወደ ፍርግርግ ይሰራጫል። በከፍተኛ ቦታው እና ለከባድ የአየር ሁኔታ በመጋለጡ ምክንያት፣ ናሴሌው ጠንካራ፣ በጥብቅ የታሸገ መዋቅር ያለው ሁሉን አቀፍ የደህንነት እና የክትትል ስርዓቶች እንዲኖረው ተደርጎ የተነደፈ ነው።
የሚከተሉት የንፋስ ተርባይን ናሴሌ ዋና ዋና ክፍሎች ሲሆኑ፣ ተርባይኑ በብቃት፣ በአስተማማኝ እና በአስተማማኝ ሁኔታ እንዲሠራ ለማረጋገጥ ከሚሰሯቸው ተግባራት እና ሚናዎች ጋር ተያይዘው ይገኛሉ።
1. የናሴል ፍሬም (የመኝታ ሰሌዳ/ፍሬም)
የናሴል መሰረታዊ አካል ዋናው ፍሬም ወይም የአልጋ ሰሌዳ ነው። ይህ የማርሽ ሳጥኑን፣ ጀነሬተሩን፣ የብሬኪንግ ሲስተምን፣ ዋና ተሸካሚዎችን እና ሌሎች የተለያዩ የድጋፍ ክፍሎችን ለመሰካት "መሰረት" ሆኖ የሚያገለግል የድጋፍ መዋቅር ነው። የአልጋ ሰሌዳው የማይንቀሳቀሱ ጭነቶችን (የክፍል ክብደት) እና ተለዋዋጭ ጭነቶችን (ንዝረት፣ የማሽከርከር ልዩነቶች እና የንፋስ ብጥብጥ) መቋቋም የሚችል መሆን አለበት።
ቁሱ በአጠቃላይ ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው ብረት ወይም የተጣለ ብረት ሲሆን፣ የተጫኑት ክፍሎች ተጣጥመው እንዲቆዩ እና የተሳሳቱ አቀማመጦች እንዳይታዩ የሚያደርግ ዲዛይን አለው።
2. ዋና ዘንግ እና ዋና ተሸካሚ
ከሮተሩ የሚወጣው ሜካኒካል ኃይል ወደ ዋናው ዘንግ ይተላለፋል። ይህ ዘንግ በዝቅተኛ ፍጥነት ይሽከረከራል ነገር ግን ከፍተኛ ጉልበት ይይዛል። የዘንግን ሽክርክር ለመደገፍ ዋና ተሸካሚ ጥቅም ላይ ይውላል። አንዳንድ ዲዛይኖች አንድ ዋና ተሸካሚ አላቸው፣ ሌሎች ደግሞ ለተጨማሪ መረጋጋት ሁለት ዋና ተሸካሚዎችን ይጠቀማሉ።
የቤይረሮች ሚና ወሳኝ ነው ምክንያቱም የቤይረሮች ውድቀት ረጅም የስራ ማቆም እና ከፍተኛ የጥገና ወጪዎችን ሊያስከትል ይችላል። ስለዚህ፣ በዚህ አካባቢ የቅባት ስርዓቶች እና የሙቀት/ንዝረት ክትትል በተለምዶ በጣም ጥብቅ ናቸው።
3. የማርሽ ቦክስ (በተርባይኖች ላይ በተገጠሙ ስርዓቶች)
ብዙ የንፋስ ተርባይኖች ከዝግተኛ ዘንግ (ለምሳሌ፣ 10-20 rpm) እስከ ጀነሬተሩ የሚፈልገውን ከፍተኛ ፍጥነት (ይህም እንደ ጀነሬተሩ አይነት ከመቶ እስከ ሺዎች rpm ሊደርስ ይችላል) ለመጨመር የማርሽ ሳጥኑ ይጠቀማሉ። የማርሽ ሳጥኑ በናሴሌ ውስጥ ካሉት በጣም ውስብስብ ክፍሎች አንዱ ሲሆን ተከታታይ ማርሾችን (ፕላኔታዊ እና/ወይም ትይዩ ዘንጎች)፣ ተሸካሚዎችን እና የቅባት ስርዓትን ያካትታል።
ሆኖም ግን፣ የማርሽ ሳጥን የማይጠቀሙ ቀጥተኛ ድራይቭ ተርባይኖችም እንዳሉ ልብ ሊባል ይገባል። በዚህ ዲዛይን፣ ሮተሩ በዝቅተኛ ፍጥነት ከሚሽከረከር ትልቅ ዲያሜትር ካለው ጀነሬተር ጋር በቀጥታ የተገናኘ ነው። የቀጥታ ድራይቭ ጥቅሙ የሚሽከረከሩ ክፍሎችን ብዛት እና የማርሽ ሳጥን ውድቀትን የመቀነስ እድሉን መቀነስ ነው፣ ነገር ግን የጄነሬተሩ እና የመቀየሪያ ስርዓቱ ትልቅ እና የበለጠ ውድ የመሆን አዝማሚያ አላቸው።
4. ጀነሬተር
ጀነሬተር ሜካኒካል ኢነርጂን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል የሚቀይር አካል ነው። የጄነሬተሩ አይነቶች የተለያዩ ናቸው፣ ከእነዚህም ውስጥ፡
– በማርሽ ሳጥን ተርባይኖች ውስጥ የተለመደ የሆነው DFIG (ድርብ የሚፈጅ ኢንዳክሽን ጀነሬተር)፣ ከፊል-ልኬት መቀየሪያዎች ጋር ተለዋዋጭ አሠራርን ይፈቅዳል።
– PMSG (ቋሚ ማግኔት ሲንክሮነስ ጀነሬተር) ብዙውን ጊዜ በቀጥታ ድራይቭ እና በአንዳንድ ዘመናዊ ዲዛይን ላይ ጥቅም ላይ የሚውል ሲሆን ከፍተኛ ብቃት እና ጥሩ ቁጥጥር አለው።
ጀነሬተሩ የተወሰኑ ባህሪያትን (ቮልቴጅ፣ ድግግሞሽ) ያለው ኤሌክትሪክ ያመነጫል፤ ከዚያም ከመሰራጨቱ በፊት በሃይል ኤሌክትሮኒክስ ሲስተም ቁጥጥር ይደረግበታል።
5. የፒች ሲስተም (ፒች ሲስተም)
የፒች ሲስተም የቢላውን አንግል ከነፋስ አቅጣጫ ጋር በማነፃፀር ይቆጣጠራል። ለሚከተሉት በጣም አስፈላጊ የቁጥጥር ስርዓቶች አንዱ ነው፡
- በዝቅተኛ-መካከለኛ የንፋስ ፍጥነት የኃይል ቀረጻን ያመቻቻል።
- በከፍተኛ የንፋስ ፍጥነት ኃይልን እና ጭነትን ይገድባል።
- ቢላዎቹን ወደ ላባው አቀማመጥ በማዞር (ማንሳትን በመቀነስ) ተርባይንን (መዘጋት) ማቆም።
የፒች ሲስተም ሃይድሮሊክ ወይም ኤሌክትሪክ (በመሃል ላይ ትንሽ ሞተር እና የማርሽ ሳጥን) ሊሆን ይችላል። የፒች አክቱተር በማዕከሉ ውስጥ የሚገኝ ቢሆንም፣ መቆጣጠሪያው፣ የኃይል አቅርቦቱ እና ውህደቱ በአጠቃላይ ከናሴሌ ውስጥ ካሉ ስርዓቶች ጋር በቅርበት የተቆራኙ ናቸው፣ ይህም የቁጥጥር ሞጁሉን እና የመጠባበቂያ የኃይል ምንጭን ያካትታል።
6. የያው ሲስተም
ሮተሩ ሁልጊዜ ነፋስን መጋጠሙን ለማረጋገጥ፣ ናሴል ናሴል ከማማው በላይ እንዲሽከረከር የሚያስችል የያው ሲስተም አለው። ይህ ስርዓት በተለምዶ የሚከተሉትን ያካትታል፡
– የማገዶ መሸከም፡- በማማው እና በናሴሌው መካከል እንደ “ማዞሪያ” ሆኖ የሚያገለግል ትልቅ፣ ቀለበት ቅርጽ ያለው ተሸካሚ።
– ያው ድራይቭ/ሞተር፡- ናሴሉን በቁጥጥር ትዕዛዞች መሰረት የሚያሽከረክሩ ሞተሮች።
– የYaw ብሬክ፡ ናሴሉን በተረጋጋ ሁኔታ ለማቆየት የሚያስችል ብሬክ።
የያው መቆጣጠሪያ ከንፋስ ቫን እና ከአናሞሜትር የተገኘ መረጃን ይጠቀማል። የያው ግብ የኃይል ምርትን ከፍ ለማድረግ እና የመዋቅራዊ ጭነቶችን ለመቆጣጠር የተዛባ አቀማመጥን መቀነስ ነው።
7. የብሬክ ሲስተም (የብሬክ ሲስተም)
የንፋስ ተርባይኖች ለደህንነት ሲባል በርካታ የፍሬን ስልቶች አሏቸው። በአጠቃላይ እነዚህም የሚከተሉትን ያካትታሉ፡
– ኤሮዳይናሚክ ብሬክስ፡- በዋናነት በፒች ሲስተም በኩል፣ ቢላዎቹ ግፊትን ለመቀነስ እና ሮተሩን ለማቆም ይሽከረከራሉ።
– ሜካኒካል ብሬክስ (ዲስክ ብሬክስ): ብዙውን ጊዜ በማርሽ ሳጥኑ/ጄኔሬተሩ አቅራቢያ ባለው ከፍተኛ ፍጥነት ባለው ዘንግ ላይ ይገኛሉ። እነዚህ ብሬኮች በተለምዶ እንደ ማቆሚያ ብሬክስ ወይም ለድንገተኛ ሁኔታዎች ያገለግላሉ፣ ይልቁንም ለቀጣይ ብሬኪንግ።
የብሬክ ሲስተም ከባድ ሁኔታዎችን፣ ጥገናን ወይም የቁጥጥር ውድቀትን ለመቋቋም አስፈላጊ ነው።
8. ቅባት እና የሃይድሮሊክ ስርዓቶች
በኔሴል ውስጥ የሚሽከረከሩት ክፍሎች በተመቻቸ ሁኔታ ውስጥ እንዲሰሩ የድጋፍ ስርዓት አለ፣ የሚከተሉትንም ጨምሮ፡
- ለማርሽ ሳጥኑ የዘይት ቅባት ስርዓት፡ ፓምፕ፣ ማጣሪያ፣ ማቀዝቀዣ እና የዘይት ጥራት ዳሳሽ።
- ለተወሰኑ ተሸካሚዎች እና ለያው ተሸካሚዎች የቅባት ስርዓት።
- የሃይድሮሊክ ስርዓቶች (ጥቅም ላይ ከዋሉ)፣ ለምሳሌ ለሃይድሮሊክ ፒች ወይም ለተወሰኑ አክቲቬተሮች።
ጥሩ ቅባት ግጭትን፣ የሙቀት መጠንን እና እርጅናን ይቀንሳል፣ በዚህም የክፍሉን ዕድሜ ያራዝማል።
9. የማቀዝቀዣ ስርዓት
እንደ ጀነሬተር፣ የኃይል መቀየሪያ እና የማርሽ ሳጥን ያሉ ክፍሎች ከፍተኛ ሙቀት ማመንጨት ይችላሉ። ስለዚህ፣ ናሴሌ የሚከተሉትን ሊያካትት የሚችል የማቀዝቀዣ ስርዓት አለው፦
- አየር ማቀዝቀዝ (ከአየር ወደ አየር)።
– ፈሳሽ ማቀዝቀዣ፣ ለምሳሌ በተወሰኑ መቀየሪያዎች ወይም ጀነሬተሮች ውስጥ።
- የሙቀት መለዋወጫ እና የአየር ማራገቢያ የሙቀት መጠንን በአስተማማኝ ገደቦች ውስጥ ለማቆየት።
ደካማ የሙቀት አያያዝ ቅልጥፍናን ሊቀንስ እና የኤሌክትሪክ መከላከያ እና ቅባቶችን መበላሸት ሊያፋጥን ይችላል።
10. የኃይል ኤሌክትሮኒክስ እና የቁጥጥር ስርዓቶች (የመቀየሪያ እና የቁጥጥር ካቢኔ)
ዘመናዊ የንፋስ ተርባይኖች በተለምዶ በተለዋዋጭ ፍጥነት የሚሰሩ ሲሆን የኤሌክትሪክ ውፅዓትን ከግሪዱ ጋር ለማዛመድ የሚያስተካክል የኃይል መቀየሪያ ያስፈልጋቸዋል። ይህ ክፍል ቮልቴጅን፣ ድግግሞሽን እና የኃይል ፋክተርን ይቆጣጠራል፣ ይህም የግሪድ ኮድ መስፈርቶችን ለማሟላት ይረዳል።
በሌላ በኩል የቁጥጥር ካቢኔው የPLC/መቆጣጠሪያ ኮምፒውተር፣ የመከላከያ ሞጁሎች፣ ቅብብሎች እና የመገናኛ ኔትወርኮችን ይዟል። የቁጥጥር ስርዓቱ የድምፅ፣ የያው፣ የመነሻ/የማቆሚያ፣ ከመጠን በላይ የፍጥነት መከላከያ እና የደህንነት አመክንዮ ያስተዳድራል። እንዲሁም በተለምዶ ለርቀት ክትትል፣ ለመረጃ ምዝግብ ማስታወሻ እና ለምርመራዎች SCADA የተገጠመለት ነው።
11. ዳሳሾች፡ አኔሞሜትር፣ የንፋስ ቫን፣ ንዝረት፣ የሙቀት መጠን እና ሌሎችም
ተርባይኑ በእውነተኛ ጊዜ ለኦፕሬቲንግ ሁኔታዎች ምላሽ እንዲሰጥ፣ ናሴሉ እንደሚከተሉት ያሉ ብዙ ዳሳሾችን ያካትታል፡
- አኔሞሜትር (የንፋስ ፍጥነት) እና የንፋስ ቫን (የንፋስ አቅጣጫ)።
- በማርሽ ሳጥኑ፣ በጄነሬተር እና በመሸከሚያዎቹ ላይ የንዝረት ዳሳሾች።
- በሽቦ ተሸካሚዎች፣ በዘይት፣ በጄነሬተር ጠመዝማዛዎች እና በኤሌክትሪክ ካቢኔቶች ላይ የሙቀት ዳሳሾች።
- በቅባት/ሃይድሮሊክ ሲስተም ውስጥ የግፊት እና የፍሰት ዳሳሾች።
የዳሳሽ መረጃ ለቁጥጥር ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና ከጊዜ ወደ ጊዜ ቁጥራቸው እየጨመረ የመጣ ተርባይኖች ሊከሰቱ የሚችሉ ውድቀቶችን ቀደም ብለው ለመለየት ትንበያ ትንታኔዎችን እየተጠቀሙ ነው።
12. ትራንስፎርመር (ዲዛይን ይወሰናል)
በአንዳንድ ተርባይኖች ውስጥ፣ ትራንስፎርመሩ በናሴሌ ውስጥ ይቀመጣል፤ በሌሎች ዲዛይኖች ደግሞ በማማው ውስጥ ወይም ውጭ ይገኛል። ትራንስፎርመሩ ከጄነሬተሩ/ኮንቨርተር የሚመጣውን ቮልቴጅ ለውስጣዊ የንፋስ ኃይል ማስተላለፊያ ይበልጥ ተስማሚ ወደሆነ ደረጃ ከፍ ያደርገዋል፣ ይህም ዝቅተኛ ጅረቶችን እና የኃይል ብክነትን ያስከትላል።
13. የናሴል ሽፋን እና የአካባቢ ጥበቃ ስርዓት
ናሴሉ ክፍሎቹን ከዝናብ፣ ከአቧራ፣ ከእርጥበት፣ ከጨው ጭጋግ (ከባህር ዳርቻ) እና ከከፍተኛ የሙቀት ለውጦች የሚከላከል ሽፋን አለው። እንዲሁም የሚከተሉትን ይዟል፡
- የአየር ማናፈሻ እና የእርጥበት መቆጣጠሪያ ስርዓቶች ጤዛን ለመቀነስ።
- ከመሬት መስመሮች ጋር የተዋሃደ የመብረቅ መከላከያ።
- በተለይም ለከፍተኛ አደጋ ተጋላጭ ለሆኑ አካባቢዎች በበርካታ ተርባይኖች ላይ የእሳት ማወቂያ እና የማፈን ስርዓቶች።
ከሲምፑላን
ናሴል የንፋስ ተርባይን "አንጎልና ጡንቻዎች" ነው። በውስጡ፣ ፍሬም፣ ዘንግ፣ ተሸካሚዎች፣ የማርሽ ሳጥን (ካለ)፣ ጀነሬተር፣ ብሬክስ፣ እና የያው እና የቁጥጥር ስርዓቶች በአስቸጋሪ አካባቢዎች አብረው ይሰራሉ። በተጨማሪም፣ ቅባት፣ ማቀዝቀዣ፣ ዳሳሾች፣ መቀየሪያዎች እና የመከላከያ ስርዓቶች ተርባይኑ ኤሌክትሪክ ከማመንጨት ባለፈ ደህንነቱ የተጠበቀ፣ ቀልጣፋ እና በቀላሉ ክትትል የሚደረግበት መሆኑን ያረጋግጣሉ።
የናሴል ቁልፍ ክፍሎችን መረዳት የንፋስ ተርባይን ቴክኖሎጂ ለምን መሻሻሉን እንድንረዳ ይረዳናል፡ ግቡ ኃይልን መጨመር ብቻ ሳይሆን አስተማማኝነትን ማሻሻል፣ ጥገናን ቀላል ማድረግ እና በነፋስ የሚመነጨውን የኤሌክትሪክ ዋጋ መቀነስ ነው። ከፈለጉ፣ በባህር ዳርቻ እና በባህር ዳርቻ ተርባይን ናሴል መካከል ስላለው ልዩነት የተወሰነ ክፍል ማከል ወይም ከሮተር እስከ ፍርግርግ ያለውን የኃይል ፍሰት ንድፍ መወያየት እችላለሁ።
