Салхин турбины гондол болон түүний эд ангиуд
Орчин үеийн салхин турбины системд гондол нь цамхагийн дээд хэсэгт, роторын (ирний) шууд ард байрладаг "хөдөлгүүрийн гэр" юм. Цамхаг нь тулгуур бүтэц болж, ротор нь салхины энергийг цуглуулдаг бол гондол нь энерги хувиргах төв юм: энэ нь роторын эргэлтээс үүссэн механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргаж, хянаж, бүх цаг агаарын нөхцөлд аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд засвар үйлчилгээ хийдэг газар юм. Маш чухал үүргийнхээ улмаас гондолын дизайн нь үр ашиг, бат бөх чанар, засвар үйлчилгээний хялбар байдал, аюулгүй байдлыг харгалзан үзэх ёстой.
Гадаад төрхөөрөө гондола нь дотор эд ангиудыг бороо, тоос шороо, зэврэлт, температурын хэлбэлзлээс хамгаалдаг сунасан хайрцаг эсвэл капсултай төстэй. Энэ нь хэд хэдэн дамжуулах систем, генератор, хяналтын систем, хөргөлт, тосолгооны болон аюулгүйн төхөөрөмжүүдийг агуулдаг. Энэ нийтлэлд гондолагийн үйл ажиллагаа болон гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд, түүний дотор эд анги бүр хэрхэн ажилладаг талаар авч үзэх болно.
Nacelle-ийн үндсэн үүрэг
Мотор гогцооны үүргийг дөрвөн үндсэн хэсэгт нэгтгэн дүгнэж болно. Нэгдүгээрт, энэ нь эд ангиудыг гадаад орчноос хамгаалдаг - хүчтэй салхи, давстай ус (далайн турбин дээр), тоосны хэсгүүд нь боловсруулаагүй тохиолдолд элэгдлийг хурдасгадаг. Хоёрдугаарт, энэ нь босоо ам, хурдны хайрцаг, генератор зэрэг механик эд ангиудыг дэмжиж, тохируулж, зохих ёсоор уялдуулж, чичиргээг багасгадаг. Гуравдугаарт, энэ нь салхины мэдрэгчээс эхлээд яаралтай тоормослох механизм хүртэлх хяналт, аюулгүй байдлын системийг нэгтгэдэг. Дөрөвдүгээрт, гол эд ангиуд нь хязгаарлагдмал хандалттай (үйлчилгээний хаалга, дотор кран, үзлэгийн зам) нэг ажлын байранд байрладаг тул үйл ажиллагаа, засвар үйлчилгээг хялбаршуулдаг.
Начел бүрхүүл ба орны хавтангийн бүтэц
Мотор гогцооны хамгийн харагдахуйц бүрэлдэхүүн хэсэг нь мотор гогцооны бүрхүүл (эсвэл гэр) юм. Энэ нь ихэвчлэн бат бөх, зэврэлтэнд тэсвэртэй, аэродинамик шинж чанартай нийлмэл материал эсвэл хөнгөн металлаар хийгдсэн байдаг. Энэхүү бүрхүүл нь зөвхөн гоо зүйн зорилгоор үйлчилээд зогсохгүй цаг агаарын нөлөөллийг бууруулж, хэт их турбулент байдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд агаарын урсгалыг чиглүүлэхэд тусалдаг.
Дотор нь хурдны хайрцаг болон генератор зэрэг хүнд эд ангиудыг суурилуулах суурь болдог хүрээ буюу "бүтцийн шал"-ын дэвсгэр хавтан байдаг. Бага зэрэг буруу байрлал нь чичиргээ нэмэгдэх, хэт халалт, холхивчийн эвдрэлд хүргэж болзошгүй тул хазайлтыг багасгаж, эд ангийн тэгш байдлыг хадгалахын тулд дэвсгэр хавтан нь маш хатуу байх ёстой.
Роторын төв, гол гол болон гол холхивч
Салхины энергийг ирнүүд барьж аваад роторын төв рүү дамжуулдаг. Төв нь ирүүдийг эргэлдэгч системтэй холбож, эргүүлэх хүчийг гол гол руу дамжуулдаг. Дараа нь гол гол нь механик энергийг турбины загвараас хамааран хурдны хайрцаг руу эсвэл шууд генератор руу дамжуулдаг.
Гол гол холхивч нь гол холхивчоор тулгуурладаг. Эдгээр холхивч нь салхины түлхэлт болон роторын жингээс үүдэлтэй тэнхлэгийн ачаалал (голын дагуу) болон радиаль ачаалал (голын дагуу)-ын хосолсон ачааллыг тэсвэрлэдэг тул чухал ач холбогдолтой. Холхивчийн эвдрэл нь турбины ашиглалтын хугацаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь холхивчийн эвдрэл нь өндөр өртөгтэй зогсолтын гол шалтгаан болдог.
Хурдны хайрцаг (Араат хэлбэрийн турбинууд дээр)
Олон салхин турбинууд роторын харьцангуй удаан эргэлтийн хурдыг генераторын шаардлагатай өндөр хурд хүртэл нэмэгдүүлэхийн тулд хурдны хайрцгийг ашигладаг. Жишээлбэл, ротор хэдэн арван эрг/мин хурдтай эргэлдэж болох бол генератор нь хэдэн зуу, мянган эрг/мин хурдтай (төрлөөс хамааран) илүү үр ашигтай байдаг.
Хурдны хайрцагнууд нь янз бүрийн болон хэлбэлзэлтэй ачааллын дор ажилладаг нарийн төвөгтэй эд ангиуд юм. Тиймээс хурдны хайрцагт дараахь зүйлс шаардлагатай.
– Араа элэгдлээс урьдчилан сэргийлэх найдвартай тосолгооны систем,
- Дулааныг зайлуулах хөргөлтийн систем,
– Шингэний цэвэр байдлыг хадгалахын тулд тосны шүүлтүүр хийх,
– Эрт үеийн гэмтлийг (жишээлбэл, шүд цоорох) илрүүлэхийн тулд чичиргээний хяналт.
Зарим орчин үеийн турбинууд нь нарийн төвөгтэй байдлыг багасгахын тулд шууд хөтлөгчтэй загварыг (хурдны хайрцаггүйгээр) ашигладаг боловч энэ нь ихэвчлэн илүү том диаметртэй генератор болон өөр соронзон систем шаарддаг.
Генератор: Механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг
Генератор нь цахилгаан энерги хувиргах зүрх юм. Гол нь (шууд эсвэл хурдны хайрцгаар дамжуулан) генераторын роторыг эргүүлэхэд соронзон орон болон ороомог нь цахилгаан үүсгэдэг. Салхин турбин генераторууд нь янз бүрийн төрлүүдтэй байдаг, үүнд:
– Олон хурдны хайрцагтай турбинууд дээр давхар тэжээлтэй индукцийн генератор (DFIG),
– Байнгын соронзон синхрон генератор (PMSG) нь ихэвчлэн шууд хөтлөгчтэй эсвэл орчин үеийн өндөр үр ашигтай турбинууд дээр ажилладаг.
Генераторууд дулаан ялгаруулдаг тул хөргөлт (агаар эсвэл шингэн) болон температурын хяналт шаардлагатай. Гаралтын хүчдэл болон давтамжийн тогтвортой байдал нь зөвхөн генератороос гадна электрон эрчим хүчний хувиргах системээс хамаарна.
Цахилгаан хувиргагч ба цахилгаан хувиргалт
Салхины хурд хэлбэлзэхийн хэрээр генераторын роторын эргэлт болон цахилгаан шинж чанарууд мөн өөрчлөгддөг. Цахилгаан эрчим хүчийг сүлжээнд чанарын стандартаар нийлүүлэхийн тулд турбин нь цахилгаан хувиргагч (инвертер/шулуутгагч болон цахилгаан электроникийн удирдлага) ашигладаг. Хөрвүүлэгч нь дараахь зүйлийг зохицуулдаг.
– хүчдэл,
– давтамж,
- чадлын хүчин зүйл,
– мөн сүлжээтэй синхрончлолыг хангах.
Зарим тохиргоонд гондола нь трансформатор агуулдаг (ялангуяа зарим загварт), гэхдээ олон турбинд жин болон засвар үйлчилгээний хүртээмжийн шалтгаанаар гол трансформаторыг цамхагийн суурь эсвэл өөр тавцан дээр байрлуулдаг.
Хазайлтын систем: Салхи руу харсан
Ротор хамгийн их энерги авахын тулд гондол нь салхи руу чиглэсэн байх ёстой. Энэ ажлыг дараахь зүйлсээс бүрдэх хазайлтын систем гүйцэтгэдэг.
– хазайлтын хөдөлгүүр (хазайлтын хөдөлгүүр),
– хазайлтын араа/цагираг араа (том араа),
– хазайлтын холхивч (том диаметртэй хазайлтын холхивч),
– болон салхины мэдрэгч дээр суурилсан хазайлтын удирдлага.
Хазайлтын систем нь гондолагийн байрлалыг аажмаар тохируулах замаар ажилладаг. Хэт олон давтамжтай эсвэл түрэмгий хөдөлгөөн нь элэгдлийг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс хазайлтын хяналтын алгоритмууд нь ихэвчлэн "салхи руу аль болох нарийвчлалтай харах" болон "механик ачааллыг бууруулах" хоёрын хооронд буулт хийдэг.
Алхамын систем: Ирний өнцгийг тохируулах
Хаб дотор болон гондол дахь удирдлагатай нэгтгэгдсэн өнцөг тохируулах систем нь турбины ирний өнцгийг зохицуулдаг. Өргөлт нь дараах байдлаар ажилладаг:
– дунд зэргийн салхины хурдтай үед эрчим хүчний хуримтлалыг оновчтой болгох,
– Хүчтэй салхитай үед хүчин чадлыг хязгаарлахын тулд нэрлэсэн хэмжээнээс хэтрүүлэхгүй байх,
– мөн онцгой байдлын үед салхины хүчийг бууруулахын тулд ирийг эргүүлэх (өд шидэх) ажиллагааг гүйцэтгэнэ.
Питч хөдөлгүүрүүд нь гидравлик эсвэл цахилгаан байж болно. Питч системүүд нь цахилгаан тасарсан тохиолдолд ирийг аюулгүй байрлуулахын тулд ихэвчлэн нөөц тэжээлийн эх үүсвэртэй (жишээлбэл, батерей) байдаг.
Тоормос (Тоормосны систем) ба аюулгүй байдал
Салхин турбинууд нь ашиглалтын болон онцгой байдлын үед тоормосны систем шаарддаг. Ерөнхийдөө хоёр давхаргатай байдаг:
1. Салхины хүчийг огцом бууруулахын тулд ирийг эргүүлэх замаар давирхайгаар аэродинамик тоормослох.
2. Засвар үйлчилгээ эсвэл онцгой байдлын үед эргэлтийг зогсоохын тулд өндөр хурдны тэнхлэг эсвэл хөтлөгч хэсгийн тодорхой хэсгүүдэд механик тоормос (дискэн тоормос).
Үүнээс гадна, гондола нь хэт хурд мэдрэгч, хэт халалтаас хамгаалах, гал унтраах систем (ялангуяа том турбинууд дээр), автомат унтрах горим зэрэг янз бүрийн аюулгүй байдлын төхөөрөмжүүдээр тоноглогдсон.
Хөргөлт ба агааржуулалтын системүүд
Генератор, хөрвүүлэгч, хурдны хайрцаг зэрэг эд ангиуд дулаан үүсгэдэг. Тиймээс гондол нь дараахь зүйлсээс бүрдэх хөргөлтийн системтэй.
- дулаан солилцуур,
- агааржуулалтын сэнс,
– хурдны хайрцагны тос хөргөгч,
– эсвэл цахилгаан электрон эд ангиудын шингэн хөргөлтийн систем.
Чийгшлийн хяналт нь электроникийг гэмтээж, зэврэлтийг хурдасгах конденсац үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой.
Тосолгоо, Гидравлик ба Шүүлтүүр
Механик системийг удаан хугацаанд ашиглахын тулд гондол нь төвлөрсөн тосолгооны системтэй бөгөөд голчлон хурдны хайрцаг, холхивч болон бусад үрэлтийн цэгүүдэд зориулагдсан байдаг. Зарим загварт мөн давирхай, тоормос эсвэл бусад хөдөлгүүрийн гидравлик систем багтдаг. Жижиг хэсгүүдийн бохирдол нь араа болон холхивчийн элэгдлийг хурдасгадаг тул тосны шүүлтүүр нь чухал юм.
Мэдрэгч, SCADA болон Нөхцөл байдлын хяналт
Орчин үеийн турбинууд нь гүйцэтгэлийг хянах, үйл ажиллагааг алсаас удирдахын тулд бараг үргэлж SCADA (Хяналтын хяналт ба өгөгдөл цуглуулах) төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байдаг. Мотор гондола нь дараах төрлийн мэдрэгчтэй:
– салхины хурд хэмжигч болон салхины чиглэл хэмжигч,
– хурдны хайрцаг болон генератор дээрх чичиргээ мэдрэгч,
- тосны температур ба даралтын мэдрэгч,
– цахилгаан гүйдэл/хүчдэлийн мэдрэгч,
– мөн эрт үеийн алдаа илрүүлэх систем (нөхцөл байдлын хяналт).
Мэдрэгчээс авсан өгөгдөл нь операторуудад урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ хийхэд тусалдаг: засварыг томоохон эвдрэл гарахаас өмнө хийдэг бөгөөд энэ нь зогсолт болон зардлыг бууруулдаг.
Засвар үйлчилгээний хүртээмж: Дотоод кран болон үзлэгийн зам
Өндөр тул засвар үйлчилгээ хийхэд хүндрэлтэй байдаг. Мотор гондолууд нь тодорхой эд ангиудыг зөөх дотоод кран эсвэл өргөх цэгээр тоноглогдсон байдаг. Үзлэгийн зам, гэрэлтүүлэг, аюулгүйн самбар, кабель болон хоолойн зохион байгуулалтыг техникчдэд аюулгүй, үр ашигтай ажиллах боломжийг олгох зорилгоор зохион бүтээсэн.
Дүгнэлт
Салхин турбины гондола нь механик, цахилгаан, удирдлага, аюулгүй байдлын системийг нэг хамгаалалттай нэгж болгон нэгтгэсэн үйл ажиллагааны төв юм. Үүнд бүтцийн суурь хавтан, гол гол болон холхивч, хурдны хайрцаг (араатай турбинд), генератор, хүч хувиргагч, хазайлт болон давирхайн систем, тоормос, хөргөлт, тосолгооны систем, SCADA-тай холбогдсон цуврал мэдрэгчүүд багтдаг. Турбины гүйцэтгэл нь гондолагийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн найдвартай байдал болон тэдгээрийн нэгтгэх чанараас ихээхэн хамаардаг. Гандолыг илүү сайн зохион бүтээж, хянаж, засвар үйлчилгээ хийх тусам салхин турбины эрчим хүчний үр ашиг, ашиглалтын аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацаа өндөр байна.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийн техникийн дэд гарчигтай хувилбарыг хийж, эрчим хүчний урсгалын диаграмм (салхи → ротор → хөтлөгч → генератор → хөрвүүлэгч → сүлжээ)-тэй хамт эсвэл шууд хөтлөгч болон хурдны хайрцгийн харьцуулалтад анхаарлаа хандуулж болно.
