Салхин турбин дахь хазайлтын системийн ач холбогдол
Салхины эрчим хүч нь илүү цэвэр, тогтвортой цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр рүү шилжих эрчим хүчний шилжилтийн гол тулгууруудын нэг болсон. Өндөр цамхаг, гондола, гурван роторын ир зэрэг энгийн мэт харагдах салхин турбины цаана турбин салхины эрчим хүчийг үр ашигтай, аюулгүйгээр авах боломжийг олгодог механик, цахилгаан болон хяналтын системийн цогц багц байдаг. Ихэнхдээ үл тоомсорлогддог ч турбины ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг нэг систем бол хазайлтын систем юм. Энэ систем нь роторыг салхи руу чиглүүлж, жигд бус ачааллаас болж гэмтэх эрсдлийг бууруулж, турбиныг оновчтой хүч үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
Яв систем гэж юу вэ?
Энгийнээр хэлбэл, эргэх хөдөлгөөн гэдэг нь цамхагийн босоо тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг гондола (турбины гол бүрэлдэхүүн хэсэг) бөгөөд роторын чиглэлийг салхины чиглэлийн өөрчлөлтөд тохируулах боломжийг олгодог. Талбайн салхины чиглэл үргэлж тогтмол байдаггүй тул удаан өөрчлөгдөж, огцом шилжиж эсвэл турбулент байдлаас болж хэлбэлзэж болно. Турбинуудад салхийг "дагах" механизм хэрэгтэй. Энэ бол эргэх хөдөлгөөний систем юм.
Орчин үеийн хэвтээ тэнхлэгтэй салхин турбин (HAWT)-д хазайлтын систем нь ихэвчлэн хэд хэдэн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ: хазайлтын холхивч, хазайлтын хөтлөгч (хазайлтын мотор/хөдөлгүүр), хазайлтын тоормос, салхин сэнс болон анемометр, мөн турбин хэзээ, хэр хол эргэх шаардлагатайг тооцоолдог хянагч. Механик болон удирдлагын энэхүү хослол нь роторыг аль болох бага хазайлттайгаар салхи руу чиглүүлэхийн тулд гондолыг удаан эргүүлэх боломжийг олгодог.
Роторын чиглэл яагаад тийм чухал вэ?
Салхин турбины гүйцэтгэлд буруу байрлал (салхины бодит чиглэл ба роторын чиглэлийн зөрүү) ихээхэн нөлөөлдөг. Хэрэв ротор салхи руу зөв хараагүй бол салхины энергийн зарим хэсэг нь шингээгддэггүй. Ерөнхийдөө буруу байрлал их байх тусам чадлын гаралт буурдаг. Цаашилбал, буруу байрлал нь ир, төв болон гондолагийн бүтэц дээрх тэгш бус аэродинамик ачааллыг нэмэгдүүлдэг.
Тохиромжтой нөхцөлд ротор нь салхи руу перпендикуляр хардаг бөгөөд энэ нь агаарын урсгалыг роторын урсгалын хавтгайд хамгийн ихээр нөлөөлөх боломжийг олгодог. Ротор хазайхад үр дүнтэй салхины хурдны бүрэлдэхүүн хэсэг буурдаг. Энэ нь зөвхөн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг бууруулаад зогсохгүй чичиргээ, дуу чимээ, механик стрессийг нэмэгдүүлж, материалын ядаргааг хурдасгадаг.
Эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг оновчтой болгоход Yaw системийн үүрэг
Салхин цахилгаан станцын системийг чухал гэж үздэг гол шалтгаануудын нэг нь эрчим хүчний гарцыг хамгийн их байлгахад оруулсан хувь нэмэр юм. Салхин цахилгаан станцын хэмжээнд үр ашгийн хэдхэн хувийн зөрүү нь турбины 20-25 жилийн ашиглалтын хугацаанд орлогын мэдэгдэхүйц зөрүүг илэрхийлж болно.
Хариу үйлдэл үзүүлдэг, нарийвчлалтай хазайлтын систем нь салхины чиглэл өөрчлөгдсөн ч гэсэн хамгийн бага тэгш бус байдлыг хадгалж чаддаг. Хянагч нь ихэвчлэн хазайлтын өнцгийг хүлээн зөвшөөрөгдөх хязгаарт байлгахын зэрэгцээ хэт их хазайлтын хөдөлгөөнөөс зайлсхийх (элэгдэл хурдасгаж болзошгүй) зэрэг тодорхой стратегиудыг ашигладаг. Өөрөөр хэлбэл, хазайлтын систем нь хоёр зорилгыг тэнцвэржүүлэх ёстой: өндөр хүч үйлдвэрлэх, эд ангийн эрт элэгдэлд орохоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд хөдөлгөөний давтамжийг бууруулах.
Практикт хазайлтын хяналт нь тодорхой босгыг харгалзан үздэг: салхины чиглэлийн хазайлт хэдхэн хэмээс хэтэрсэн бөгөөд салхины нөхцөл байдал хангалттай тогтвортой байх үед л турбин хөдөлж эхэлдэг. Үгүй бол турбин тасралтгүй "ангуучилж" чаддаг, өөрөөр хэлбэл салхины чиглэлийн хэлбэлзлээс болж урагш хойш хазайдаг.
Хазайлтын систем ба турбины бүтцийн хамгаалалт
Үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэхээс гадна хазайлтын систем нь турбины бүтцийн аюулгүй байдлын хэмжүүр болдог. Удаан хугацааны буруу байрлал нь мөчлөгийн ачааллыг гэмтээж болзошгүй. Роторын ир нь жигд бус хүчний хуваарилалтыг мэдэрч, улмаар нэмэлт нугалах момент болон эргүүлэх хүчийг үүсгэдэг. Эдгээр ачааллыг гол босоо ам, хурдны хайрцаг (хэрэв байгаа бол), генератор, тэр ч байтугай цамхаг руу дамжуулдаг.
Хазайлтын систем нь гол эд ангиудад ядрах магадлалыг бууруулахад тусалдаг. Ротор нь салхитай илүү уялдаатай байх үед аэродинамик хүч нь илүү тэгш хэмтэй байх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь чичиргээ болон бүтцийн дотоод стрессийг бууруулдаг. Найдвартай байдлын инженерчлэлийн хувьд сайн хазайлтын систем нь эд ангийн ашиглалтын хугацааг уртасгах, засварлах давтамжийг багасгах, зогсолтын хугацааг багасгах гэсэн үг юм.
Yaw системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба тэдгээр нь хэрхэн ажилладаг вэ
1. Салхины сэнсний мэдрэгч: Салхины чиглэлийг гондолатай харьцуулан хэмждэг. Энэ өгөгдөл нь хяналтын оролт болгон чухал ач холбогдолтой.
2. Хянагч: Мэдрэгчийн өгөгдлийг боловсруулж, yaw командуудыг тодорхойлно. Ерөнхийдөө хянагч нь хэт их хөдөлгөөнөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд босго дээр суурилсан логик, шүүлтүүр болон цагийн саатлыг хэрэгжүүлдэг.
3. Хазайлтын хөтлөгч: Хазайлтын холхивч дээрх араагаар дамжуулан гондолыг эргэлдүүлдэг цахилгаан мотор (заримдаа олон нэгж). Олон мотор ашиглах нь ачааллыг хуваарилахад тусалдаг бөгөөд нөөцийг нэмэгдүүлдэг.
4. Хазайлтын холхивч: Цамхагийн орой дээр гондолыг эргэлдэх боломжийг олгодог том, цагираг хэлбэртэй холхивч. Энэ нь их хэмжээний ачааг даах чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
5. Хазайлтын тоормос: Моторын гондолыг чөлөөтэй эргэхээс сэргийлж байранд нь түгждэг тоормос. Энэ тоормос нь турбин тохируулагдаагүй үед тогтвортой байдлыг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай.
Эргэлтийн системийг толгойг эргүүлдэг "хүзүү"-тэй зүйрлэж болох бол ротор нь салхины эх үүсвэр рүү үргэлж харсан байх ёстой "нүүр" юм.
Сорилтууд: Элэгдэл, засвар үйлчилгээ, хазайлтын эвдрэл
Энэ нь хүнд ачааг үүрдэг бөгөөд хүчтэй салхи, температурын хэлбэлзэл, чийгшил, зэврэлт зэрэг хатуу ширүүн орчинд ажилладаг тул яндангийн систем нь элэгдэлд өртөмтгий байдаг. Зарим нийтлэг асуудлуудад дараахь зүйлс орно.
– Давтан ажилласнаас болон тосолгооны хангалтгүй байдлаас болж араа болон холхивчийн элэгдэл.
– Хэт ачаалал эсвэл цахилгааны гэмтлээс болж хөдөлгүүрийн эвдрэл.
– Хазайлтын тоормосны асуудал нь гулсах эсвэл тогтворгүй түгжигдэхэд хүргэдэг.
– Турбиныг буруу салхи руу чиглүүлж, үйлдвэрлэлийг бууруулж, ачааллыг нэмэгдүүлдэг мэдрэгчийн алдаа.
Тиймээс чичиргээний шинжилгээ, тосолгооны үзлэг, моторын температурын хяналт зэрэг урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ нь салбарт зайлшгүй шаардлагатай практик болсон. Орчин үеийн олон турбинууд нь эргэлтийн гүйцэтгэлийг бодит цаг хугацаанд хянах SCADA системээр тоноглогдсон байдаг.
Салхин цахилгаан станцын үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөө
Салхин цахилгаан станцын түвшинд хазайлтын систем нь зөвхөн бие даасан турбинуудад төдийгүй сэрүүлгийн эффект (салхины сүүдэр)-ээр дамжуулан тэдгээрийн хоорондох харилцан үйлчлэлд нөлөөлдөг. Салхи руу зөв хардаггүй турбин нь өөр сэрүүлэг үүсгэж, түүний ард байгаа турбинуудад нөлөөлж болно. Зарим үйл ажиллагааны стратегиуд сэрүүлгийн жолоодлогыг ашигладаг бөгөөд салхин цахилгаан станцын нийт бүтээмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд сэрүүлэгийг бусад турбинуудаас холдуулахын тулд хазайлтыг санаатайгаар бага зэрэг тохируулдаг. Энэ нь хазайлт нь зөвхөн "чиглэл тогтоох" хэрэгсэл төдийгүй фермийн түвшний оновчлолын стратегийн элемент гэдгийг харуулж байна.
Дүгнэлт
Хазайлтын систем нь ихэвчлэн үл тоомсорлогддог гол бүрэлдэхүүн хэсэг боловч салхин турбины цахилгаан эрчим хүчийг үр ашигтай, аюулгүй үйлдвэрлэхэд амжилтанд хүрэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Роторыг салхи руу чиглүүлснээр хазайлтын систем нь эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлж, бүтцийн ачааллыг бууруулж, эд ангийн элэгдлийг бууруулж, турбины урт хугацааны ашиглалтын хугацааг хангахад тусалдаг. Сэргээгдэх эрчим хүчний салбарт үр ашиг, найдвартай байдал, үйл ажиллагааны зардал тэргүүлэх ач холбогдолтой болсон эрин үед хазайлтын системийн дизайн, хяналтын чанар нь чухал хүчин зүйл болдог. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв роторын ир нь салхины энергийг барьж авдаг "гар" бол хазайлтын систем нь эдгээр гарыг үргэлж оновчтой ажиллах зөв байрлалд байлгах "хөтөч" юм.
