Сохтмон ва вазифаи марказҳои турбинаҳои бодӣ
Дар системаҳои муосири турбинаҳои бодӣ, таваҷҷӯҳи ҷомеа аксар вақт ба бурҷи баланд, парчаҳои дароз ё генераторе, ки барқ истеҳсол мекунад, ҷалб карда мешавад. Аммо, як ҷузъе вуҷуд дорад, ки нақши он муҳим аст, аммо аксар вақт нодида гирифта мешавад: маркази турбинаҳои бодӣ. Маркази турбинаҳо "пули" асосӣ байни парчаҳои турбинаҳо ва системаи интиқоли дохили гондола мебошад. Он борҳои калони аэродинамикиро аз парчаҳо қабул мекунад, онҳоро ба меҳвар интиқол медиҳад ва ҳамчун нуқтаи ҳамгироӣ барои системаҳои гуногун, аз қабили назорати қадам, сенсорҳо ва дастгоҳҳои бехатарӣ хизмат мекунад. Дар ин мақола сохтмон, вазифа, мавод ва мушкилоти тарроҳии марказ муфассал баррасӣ шудааст.
1. Фаҳмидани марказҳои турбинаҳои бодӣ
Маркази муҳаррик як ҷузъи сохторӣ аст, ки дар маркази ротори турбинаи бодӣ ҷойгир аст, ки дар он парҳо пайваст ва чарх мезананд. Ба таври оддӣ, маркази онро метавон ҳамчун "сари" ротор тасаввур кард. Дар турбинаҳои бодии меҳвари уфуқӣ (HAWTs), ки маъмулан истифода мешаванд, маркази муҳаррик дар пеши гондола ҷойгир аст ва мустақиман ба меҳвари асосӣ пайваст аст. Вақте ки шамол дар парҳо қувваи бардоранда эҷод мекунад, ин қувва тавассути решаи пар ба марказ ва сипас ба меҳвар ва системаи интиқол/генератор интиқол дода мешавад.
Якчанд намуди конфигуратсияҳои ротор мавҷуданд - масалан, ду-лоҳ ё се-лоҳ - аммо аксари турбинаҳои тиҷоратӣ аз сабаби беҳтар шудани тавозуни динамикӣ, самаранокӣ ва сатҳи садои онҳо аз се-лоҳ истифода мебаранд. Ин конфигуратсия ба шакл ва тарҳи марказ таъсир мерасонад.
2. Вазифаи асосии Маркази турбинаҳои бодӣ
Вазифаи марказ на танҳо васлкунии теғ аст. Он ҳадди аққал панҷ вазифаи асосӣ дорад:
1. Пайваст кардани теғ бо системаи гардишкунанда
Маркази он пайвасти мустаҳками механикӣ байни теғҳо ва меҳвари асосӣ таъмин мекунад. Ин пайваст бояд қодир бошад, ки дар тӯли тамоми мӯҳлати кори турбина (20-25 сол) моменти баланд ва борҳои такроршавандаро тоб оварад.
2. Интиқоли борҳои аэродинамикӣ ва борҳои ҷозиба
Теғҳо ҳангоми гардиш қувваи тела, қувваҳои тангенсиалӣ (ки моменти моментро ба вуҷуд меоранд) ва борҳои ҷозибаро эҳсос мекунанд. Маркази муҳаррик ҳамаи ин борҳоро ба системаи интиқол ва сохтори гондола интиқол медиҳад.
3. Саҳифаи асосӣ барои системаи майдонча
Дар турбинаҳои муосир, кунҷи ҳамлаи теғ аз ҷониби системаи қадами тир идора карда мешавад. Бисёре аз тарҳҳо подшипники калони қадами тир, муҳаррик/актуатори қадами тир, қуттии фишанги қадам ва идоракуниро дар минтақаи марказ ҷойгир мекунанд.
4. Нигоҳ доштани устувории динамикии ротор
Маркази гардонанда бояд гардиши устуворро таъмин кунад, аз номутавозинӣ пешгирӣ кунад, ларзишро кам кунад ва рафтори динамикии роторро дар шароити гуногуни шамол (шамол, турбулентӣ) дастгирӣ намояд.
5. Хусусиятҳои бехатарӣ ва мониторингро дастгирӣ мекунад
Марказҳо аксар вақт бо сенсорҳо (масалан, ҳарорати подшипник, мавқеи қадам, ларзиш), инчунин системаҳои муҳофизатӣ, аз қабили пар кардани фаврӣ (гардиши теғҳо ба мавқеи бехатар) дар сурати халалдоршавӣ муттаҳид карда мешаванд.
3. Сохтмони марказ: Қисмҳо ва ҷузъҳои муҳим
Аз нигоҳи сохтмонӣ, марказ як ҷузъи бузурги сохторӣ бо геометрияи мураккаб аст. Инҳоянд баъзе қисмҳои маъмул:
а) Бадани марказӣ
Қисмати асосӣ сохтори рехташуда ё сохташуда бо якчанд "дастаҳо" ё фланҷҳо ҳамчун нуқтаҳои васлкунии теғ мебошад. Ротори сетеғӣ се интерфейси теғ дорад, ки дар фосилаи 120 дараҷа аз ҳам фарқ мекунанд. Шакли онҳо вобаста ба тарҳи истеҳсолкунанда метавонад курашакл ё бисёркунҷа бошад.
б) Интерфейси Blade
Дар ин ҷо решаи теғ бо истифода аз болтҳои мустаҳками баланд дар шакли даврашакл васл карда мешавад. Ин пайвастшавӣ бояд дақиқ бошад, то тақсимоти яксони бор ва пешгирии консентратсияи фишор таъмин карда шавад.
в) Қадри подшипник
Қисмати калони ҳалқашакл (подшипники чархзананда), ки ба теғҳо имкон медиҳад, ки дар меҳвари худ чарх зананд, то баландии чархро назорат кунанд. Ин подшипник таҳти борҳои якҷоя (меҳварӣ, радиалӣ ва момент) кор мекунад, аз ин рӯ сифати равғанкунӣ ва муҳофизат аз зангзанӣ муҳим аст.
г) Системаи қадам (фаъолкунанда ва идоракунӣ)
Онҳо одатан аз муҳаррики барқӣ бо қуттии редуктор (қадами барқӣ) ё системаи гидравликӣ (қадами гидравликӣ) истифода мебаранд. Қадами барқӣ аксар вақт бо батарея/суперконденсатор муҷаҳҳаз карда мешавад, то теғро ҳангоми қатъи барқ бехатар ҷойгир кунад.
д) Сарпӯши марказ (конуси бинӣ/гардишкунанда)
Қисмати аэродинамикӣ, ки пеши маркази ҳавопайморо мепӯшонад, то муқовиматро кам кунад ва ҷузъҳои дохилиро аз борон, чанг ё ях муҳофизат кунад. Гарчанде ки ин рӯйпӯш сохтори асосӣ нест, ба самаранокии аэродинамикӣ ва муҳофизат таъсир мерасонад.
е) Дастрасӣ ва бехатарӣ (люки дастрасӣ, платформаи дохилӣ)
Дар турбинаҳои калон, техникҳо метавонанд барои нигоҳдории системаи қадам ба дохили марказ дастрасӣ пайдо кунанд. Азбаски ин минтақа танг ва чархзананда аст, қоидаҳои қатъии бехатарӣ талаб карда мешаванд.
4. Маводҳо ва равандҳои истеҳсолӣ
Аксари марказҳои турбинаҳои бодӣ бо истифода аз рехтагарӣ аз оҳани рехтагарии чандир, ба монанди EN-GJS ё муодили он, истеҳсол карда мешаванд. Сабабҳои интихоби оҳани чандир инҳоянд:
– Қувват ва устувории хуб барои борҳои динамикӣ
- Қобилияти рехтагарӣ барои шаклҳои мураккаб ва ғафс
- Дар муқоиса бо пӯлод, нисбатан хуби демпферизатсияи ларзиш
– Арзиши рақобатпазири истеҳсолӣ барои андозаҳои калон
Аммо, баъзе тарҳҳо аз пӯлоди рехташуда ё пӯлоди кафшершуда истифода мебаранд, хусусан агар хосиятҳои механикии мушаххас ё стратегияи дигари истеҳсолӣ талаб карда шаванд. Пас аз рехтагарӣ, қафас одатан аз чунин корҳо мегузарад:
- Коркарди гармӣ барои ноил шудан ба хосиятҳои механикии мақсаднок
– Коркард дар сатҳҳои муҳим (фланг, нишастгоҳи подшипник, сӯрохиҳои болт)
– Санҷиши ғайривайронкунанда (NDT) ба монанди санҷиши ултрасадоӣ, санҷиши зарраҳои магнитӣ ё рентгенография барои муайян кардани нуқсонҳои дохилӣ
– Рӯйпӯш/рангкунӣ барои муҳофизат аз зангзанӣ, махсусан барои турбинаҳои баҳрӣ
5. Сарбории корӣ ва мушкилоти тарроҳӣ
Марказҳо дар шароити хеле душвор кор мекунанд. Тарроҳон бояд инҳоро ба назар гиранд:
1. Хастагӣ (хастагии моддӣ)
Турбинаҳо ҳангоми кор миллионҳо давраҳои боркуниро аз сар мегузаронанд. Хастагӣ омили муҳим дар муайян кардани ғафсии девор, радиуси филе ва тафсилоти пайвастшавӣ мебошад.
2. Консентратсияи фишор дар минтақаи пайванди теғ
Сӯрохиҳои болт, кунҷҳои тез ва тағирёбии ғафсӣ ҳама метавонанд манбаъҳои кафидан бошанд. Аз ин рӯ, тарҳи дақиқи геометрӣ ва назорати баланди сифати истеҳсолӣ зарур аст.
3. Зангзанӣ ва муҳити зист
Дар соҳил, таъсири тумани намак зангзаниро суръат мебахшад. Системаҳои рӯйпӯшкунӣ ва мӯҳркунӣ, аз ҷумла муҳофизати пайвастҳои болтдор ва кунҷҳои подшипникҳо, бояд бодиққат тарҳрезӣ карда шаванд.
4. Вазн дар муқоиса бо эътимоднокӣ
Маркази аз ҳад зиёд вазнин сарбориро ба системаи бурҷ ва каҷшавӣ зиёд мекунад. Баръакс, маркази аз ҳад зиёд сабук метавонад хатари деформатсия ва хастагиро зиёд кунад. Беҳсозӣ бо истифода аз симулятсияи унсурҳои ниҳоӣ (FEA) ва санҷиш анҷом дода мешавад.
5. Ҳамгироӣ бо системаи питч
Подшипникҳои қадамдор, муҳаррикҳо, кабелҳо ва идоракунӣ бояд тавре ҷойгир карда шаванд, ки нигоҳдорӣашон осон, муҳофизатшаванда ва мувозинати роторро халалдор накунанд.
6. Маркази системаи кории турбина: ҷараёни энергия ва идоракунӣ
Вақте ки шамол мевазад, теғҳо дар ротор моменти гардишро ба вуҷуд меоранд. Маркази гардиш ин моментро қабул мекунад ва онро дар баробари меҳвари асосӣ мегардонад. Дар турбинаҳои дорои қуттии редуктор, меҳвари асосӣ қуттии редукторро барои зиёд кардани суръати гардиши генератор ба ҳаракат медарорад. Дар турбинаҳои гардонандаи мустақим, марказ ба генератори диаметри калон бидуни қуттии редуктор пайваст карда мешавад.
Аз нигоҳи идоракунӣ, марказ тавассути системаи қадам нақш мебозад. Вақте ки суръати шамол аз суръати номиналӣ зиёд мешавад, идоракунии қадам парҳоро барои кам кардани бардориш мегардонад ва қувваи устувори баромадро таъмин мекунад ва аз аз ҳад зиёд бор кардани ҷузъҳо пешгирӣ мекунад. Вақте ки шамол аз ҳад зиёд шадид мешавад ё турбина ноком мешавад, парҳо "пар" мешаванд (барои кам кардани қувва кунҷ мешаванд), то роторро бехатар боздоранд.
7. Нигоҳдорӣ ва нокомиҳои маъмулӣ
Аз сабаби мавқеи худ дар ротори пеш, марказ ва қисмҳои он ба санҷиши мунтазам ниёз доранд. Баъзе аз мушкилоти маъмулӣ инҳоянд:
– Фарсудашавии подшипникҳои қатронӣ аз сабаби равғани нокифоя ё ифлосшавӣ
– Кушода шудани болтҳои корд-марказ, ки метавонанд дар натиҷаи ларзиш ё тартиби нодурусти сахткунӣ ба амал оянд.
– Тарқишҳои хастагӣ дар минтақаҳои консентратсияи стресс (нодир, вале муҳим)
– Зарари мӯҳрзанӣ, ки боиси ворид шудани об мегардад ва зангзаниро суръат мебахшад
– Норасоиҳо дар муҳаррики питчер, қуттии фишанги питчер ё системаи эҳтиётӣ (батарея)
Санҷишҳо одатан санҷиши моменти болт, таҳлили ларзиш, санҷиши равған ва санҷиши ғайримуқаррарии қатъӣ (NDT)-ро дар минтақаҳои мушаххас, ки аз ҷониби истеҳсолкунанда тавсия дода шудаанд, дар бар мегиранд.
8. Хулоса
Маркази турбинаи бодӣ як ҷузъи сохторӣ аст, ки дар тамоми системаи табдили энергияи бод ба нерӯи барқ нақши марказӣ мебозад. Он на танҳо ҳамчун нуқтаи васлкунии парҳо хизмат мекунад, балки ҳамчун нуқтаи асосии борбардорӣ, ки системаи қадамро ҷойгир мекунад ва унсури муҳим дар бехатарӣ ва идоракунии турбинаҳо мебошад. Сохтори он маводҳои мустаҳкам, равандҳои дақиқи истеҳсолӣ ва тарҳеро талаб мекунад, ки қодир ба тоб овардан ба борҳои даврии дарозмуддат бошад. Фаҳмидани сохтор ва вазифаи марказ ба мо кӯмак мекунад, ки бубинем, ки як турбинаи боди муваффақ на танҳо ба парҳо ва генератор, балки ба ҳамгироии мустаҳкам ва боэътимоди механикӣ дар маркази ротор: марказ низ вобаста аст.
Агар шумо хоҳед, ман метавонам расми схематикии оддӣ, рӯйхати муфассалтари ҷузъҳои марказ ё муҳокимаи муқоисавии марказҳо барои турбинаҳои хушкӣ ва оффшорӣ илова кунам.
