Чӣ тавр системаи қадам кунҷи теғҳои турбинаи бодро танзим мекунад
Турбинаҳои бодии муосир на танҳо ба чарх задани парраҳо дар шамол такя мекунанд. Дар паси гардиши зоҳиран содда системаи идоракунӣ пинҳон аст, ки барои беҳтар кардани истеҳсоли нерӯи барқи турбина тарҳрезӣ шудааст ва дар айни замон ҳангоми дучор шудан бо тағирёбии суръати шамол бехатар боқӣ мемонад. Яке аз муҳимтарин ҷузъҳо дар идоракунии турбинаҳои бодӣ системаи қадам аст, ки механизмест, ки кунҷи парраро нисбат ба самти шамол танзим мекунад. Бо тағир додани кунҷи парра, турбина метавонад энергияи бештарро ҷамъ кунад, қувватро ҳангоми шамолҳои сахт маҳдуд кунад ва сохтори турбинаро аз фишори аз ҳад зиёд муҳофизат кунад.
Кунҷи тир чист ва чаро кунҷи тир муҳим аст?
Дар робита бо турбинаҳои бодӣ, кунҷи гардиши теғҳо нисбат ба сатҳи гардиши роторро ифода мекунад. Теғҳои турбина ба монанди болҳои ҳавопаймо кор мекунанд: вақте ки шамол аз профили теғ мегузарад, бардориш ба вуҷуд меояд, ки боиси гардиши ротор мегардад. Аммо, ба бузургии бардориш ва кашиш кунҷи ҳамла, ки кунҷи байни ҷараёни нисбии шамол ва хати марказии профили теғ аст, таъсири назаррас мерасонад. Системаи кунҷи гардиш кунҷи теғро тағйир медиҳад, то кунҷи ҳамларо дар сатҳи самараноктаринаш нигоҳ дорад.
Агар кунҷи теғ дар суръати баланди шамол аз ҳад зиёд "майл" дошта бошад, қувваи бадастомада метавонад аз ҳад зиёд бошад. Дар натиҷа, ротор метавонад хеле зуд чарх занад, ки аз иқтидори генератор зиёдтар аст ва ба ҷузъҳои механикӣ фишори аз ҳад зиёд меорад. Баръакс, агар кунҷи теғ дар шамолҳои мӯътадил аз ҳад зиёд "маҳкам" бошад, энергияи мавҷуда ба таври оптималӣ истифода намешавад. Аз ин рӯ, системаи қадам калиди нигоҳ доштани тавозун байни самаранокӣ ва бехатарӣ аст.
Принсипи кори системаи питчер: аз ҷамъоварии энергия то маҳдудкунии қудрат
Умуман, фаъолияти турбинаҳои бодӣ ба якчанд минтақаҳои суръати бод тақсим мешавад:
1. Суръати буриш (суръати ибтидоии гардиш)
Дар суръати пасти шамол, турбина ба чарх задан шурӯъ мекунад ва барқ истеҳсол мекунад. Системаи қадам кунҷи теғро барои "газидани" самараноки шамол ва тавлиди моменти кофии гардиш танзим мекунад.
2. Минтақаи суръати шамол аз сатҳи баҳогузорӣ пасттар
Вақте ки суръати шамол меафзояд, аммо аз суръати номиналӣ пасттар мемонад, ҳадафи асосии турбина ба ҳадди аксар расонидани ҷабби энергия мебошад. Қадре тавре танзим карда мешавад, ки парҳо дар кунҷи оптималии ҳамла кор кунанд ва коэффитсиенти қувва (Cp)-ро ба арзиши авҷи худ наздик кунанд. Дар чунин шароит, система одатан суръати роторро дар доираи муайян нигоҳ медорад, то кори устувори генераторро таъмин кунад.
3. Суръати номиналии шамол (суръати номиналӣ)
Ин нуқтаест, ки турбина дар он ба ҳадди аксар қувваи баромади тарҳрезии худ мерасад. Дар болои ин нуқта, турбина набояд қувваи худро афзоиш диҳад, зеро генератор, қуттии редуктор (агар мавҷуд бошад) ва сохтори механикӣ маҳдудиятҳо доранд.
4. Минтақаи маҳдудкунии барқ (аз суръати шамоли муқарраршуда болотар)
Вақте ки бодҳо аз суръати номиналӣ зиёд мешаванд, системаи қадамзанӣ ҳамчун "тормози аэродинамикӣ" амал мекунад. Теғҳо барои кам кардани бардориш ва маҳдуд кардани моменти барқ чарх мезананд ва қувваи баромадро дар наздикии арзиши номиналӣ нигоҳ медоранд. Бо ин роҳ, турбина бе хомӯш кардани система бехатар кор мекунад.
5. Суръати қатъшавӣ (суръати қатъи кор)
Агар шамол хеле қавӣ ё ноором бошад, турбина барои бехатарӣ меистад. Системаи қадами ҳаракат парҳоро ба ҳолати "пар" (ба таври мувозӣ бо шамол) мегардонад, то муқовимати аэродинамикиро кам кунад ва сипас системаи тормозкунӣ роторро қулф мекунад.
Қисмҳои асосии системаи партовҳо
Системаи питчер аз якчанд ҷузъҳо иборат аст, ки ба таври муттаҳид кор мекунанд:
– Подшипники қадамӣ
Подшипники калон дар решаи теғ ба теғ имкон медиҳад, ки дар меҳвари худ чарх занад. Ин ҷузъ бояд ба борҳои назаррас тоб оварад, зеро теғ ба қувваҳои шадид ва такрории шамол дучор мешавад.
– Иҷрокунандаи қадам (иҷрокунандаи қадам)
Ин «мушак»-ест, ки теғро мегардонад. Асбоби иҷрокунанда метавонад системаи гидравликӣ ё электрикӣ бошад.
– Контроллери питчер
Системаи электронӣ ва нармафзор дар асоси маълумоти сенсор муайян мекунанд, ки кай ва чӣ қадар кунҷи теғ бояд тағйир дода шавад.
– Сенсорҳо ва асбобҳо
Сенсорҳои суръати бод (анемометр), самти бод (флюгери бод), гардиши ротор, моменти генератор, ҳарорат, ларзиш ва дигар маълумотеро дар бар мегирад, ки қабули қарорҳои идоракуниро дастгирӣ мекунанд.
– Захираҳои эҳтиётӣ
Системаҳои Pitch одатан дорои батарея ё аккумулятор мебошанд, то ки теғҳоро ҳатто агар қувваи асосӣ қатъ карда шавад ҳам, ба мавқеи бехатар гардонанд.
Системаҳои қатрони барқӣ ва гидравликӣ
1. Қатъи барқӣ
Дар системаҳои барқӣ, ҳар як теғ одатан муҳаррики барқӣ (аксар вақт муҳаррики серво) дорад, ки фишанг ё механизми гардонандаро дар подшипники қадамӣ мегардонад. Бартариятҳо:
- Назорати кунҷи дақиқтар
– Нигоҳдорӣ нисбат ба гидравликӣ осонтар аст (ихроҷи равған вуҷуд надорад)
- Ҳамгироии идоракунии муосир соддатар аст
Аммо, системаҳои барқӣ ба тарҳрезии боэътимоди барқӣ ва муҳофизат аз шароити шадид (намӣ, барқ, ҳарорат) ниёз доранд.
2. Қатораи гидравликӣ
Системаи гидравликӣ фишори моеъ (равған)-ро барои ҳаракат додани силиндрҳое, ки теғҳоро мегардонанд, истифода мебарад. Бартариятҳо:
- Қобилияти тавлиди қувваҳои калон ва вокунишҳои зуд
– Барои тарҳҳои муайяне, ки моменти баланди гардонандаро талаб мекунанд, мувофиқ аст
Камбудиҳо мураккабии системаи моеъ, эҳтимолияти ихроҷ ва ниёз ба нигоҳдории шадидтарро дар бар мегиранд.
Назорати питч чӣ гуна қарорҳо қабул мекунад?
Қадри садо тасодуфан тағйир намеёбад. Контроллер бар асоси ҳадафҳои кори турбина кор мекунад, ки одатан ду чизро дар бар мегирад: нигоҳ доштани суръати ротор ва нигоҳ доштани қувваи генератор.
– Қувваи номиналӣ пасттар: идоракунӣ ба самаранокӣ нигаронида шудааст. Кунҷи теғ барои он танзим карда мешавад, ки ротор ба ҳадди аксар моменти барқ бе ноустувории система ноил гардад.
– Қувваи аз номиналӣ болотар: идоракунӣ ба маҳдудкунӣ тамаркуз мекунад. Кунҷи теғ тадриҷан "кушода" мешавад, то муқовимати аэродинамикиро кам кунад ва гардиш ва қувватро доимӣ нигоҳ дорад.
Контроллер аз алгоритмҳои идоракунӣ ба монанди PID (Мутаносиб-Интеграл-Ҳосила) ё усулҳои мураккабтар (масалан, назорати мутобиқшаванда) истифода мебарад. Система инчунин турбулентӣ ва шамолро ба назар мегирад. Ҳангоми ҳаводиси шамол, баландӣ метавонад зуд ислоҳ карда шавад, то аз сарбориҳои авҷ аз зарари ҷузъҳо пешгирӣ карда шавад.
Pitch ҳамчун системаи бехатарӣ (бехатар аз нокомӣ)
Илова бар беҳсозии қувва, қадами чарх қисми муҳими системаи бехатарӣ мебошад. Вақте ки шароити ғайримуқаррарӣ ба монанди суръати аз ҳад зиёд, ҳарорати аз ҳад зиёди генератор, нокомии шабакаи барқ ё ларзиши аз ҳад зиёд ба амал меоянд, турбина метавонад ба ҳолати хомӯшӣ ворид шавад. Дар ин ҳолат, парҳо ба ҳолати пар гардонида мешаванд, ки ин мавқеъ қувваи шамолро ба парҳо ба ҳадди ақалл мерасонад. Вақте ки парҳо "мувозӣ" бо ҷараёни шамол мебошанд, ротор моменти моменти чархро аз даст медиҳад ва суръатро суст мекунад. Баъд аз ин, тормозкунии механикӣ метавонад барои қатъ кардани пурраи гардиш истифода шавад.
Азбаски садои баланд дар хомӯшкунӣ нақш мебозад, системаҳо одатан барои он тарҳрезӣ шудаанд, ки такрорӣ бошанд: бо сенсорҳои дугона, роҳҳои идоракунии эҳтиётӣ ва манбаъҳои барқи фавқулодда. Ин кафолат медиҳад, ки ҳатто дар сурати рух додани нокомии система, парҳоро ба мавқеи бехатар гардонидан мумкин аст.
Таъсири системаи қатрон ба кори турбина
Танзими хуби майдон манфиатҳои воқеиро фароҳам меорад:
1. Афзоиши истеҳсоли энергия
Бо нигоҳ доштани парҳо дар кунҷи оптималӣ ҳангоми шамолҳои мӯътадил, турбина метавонад дар тӯли сол энергияи бештар истеҳсол кунад.
2. Кам кардани бори сохторӣ
Pitch сарбориҳои авҷро ҳангоми шамолҳои сахт кам мекунад. Ин мӯҳлати кори теғҳо, марказ, қуттии редуктор ва бурҷро дароз мекунад.
3. Устувории кори генератор
Нигоҳ доштани қудрат дар сатҳи номиналӣ аз афзоиши ногаҳонии барқ, ки метавонад ба ҷузъҳои барқӣ зарар расонад, пешгирӣ мекунад ва сифати баромадро беҳтар мекунад.
4. Кам кардани хатари нокомӣ
Реҷаи бехатарӣ тавассути паррондан ба пешгирии суръати аз ҳад зиёд, ки метавонад марговар бошад, кӯмак мекунад.
Penutup
Системаи қадам "рули аэродинамикӣ"-и турбинаҳои муосири бодӣ мебошад. Бо танзими фаъолонаи кунҷи теғ, турбина ба тағйирот дар суръати бод мутобиқ мешавад ва ҳангоми мусоид будани шароит истеҳсоли энергияро ба ҳадди аксар мерасонад ва ҳангоми аз ҳад зиёд шадид шудани бодҳо маҳдудият ё бехатар қатъ мешавад. Омезиши механизмҳои подшипникӣ, иҷрокунандагон (барқӣ ё гидравликӣ), сенсорҳои дақиқ ва алгоритмҳои дақиқи идоракунӣ қадамро яке аз технологияҳои калидӣ мегардонад, ки ба турбинаҳои бодӣ имкон медиҳад, ки дар муҳитҳои динамикӣ самаранок, устувор ва пойдор кор кунанд.
Агар шумо хоҳед, ман инчунин метавонам тасвирҳои консепсияи кунҷи кунҷ, мисолҳои ҳолатҳои корӣ (аз суръати шамоли номиналӣ пасттар ва болотар)-ро илова кунам ё версияи техникии мақоларо бо формулаҳои коэффитсиенти қувва ва кунҷи ҳамла тартиб диҳам.
