ווינט טורבין נאסעל און אירע קאמפאנענטן
אין מאָדערנע ווינט טורבינע סיסטעמען, איז די נאסעל די "מאָטאָר הויזינג" וואָס געפינט זיך אויבן אויפן טורעם, גלייך הינטערן ראָטאָר (בלייד). בשעת דער טורעם דינט ווי אַ שטיצנדיקע סטרוקטור און דער ראָטאָר כאַפּט ווינט ענערגיע, איז די נאסעל דער ענערגיע קאָנווערסיע צענטער: דאָרט ווערט די מעכאַנישע ענערגיע פון דער ראָטאָר'ס ראָטאַציע קאָנווערטירט אין עלעקטרישע ענערגיע, קאָנטראָלירט, מאָניטאָרירט און מיינטיינד צו ענשור זיכערע אָפּעראַציע אין אַלע וועטער באדינגונגען. צוליב איר וויכטיקער ראָלע, מוז דער נאסעל'ס פּלאַן באַטראַכטן עפעקטיווקייט, האַרטקייט, גרינגקייט פון וישאַלט און זיכערקייט.
אין אויסזען, גלייכט די נאסעל צו א פארלענגערטע שאכטל אדער קאפסול וואס באשיצט די אינעווייניגסטע קאמפאנענטן פון רעגן, שטויב, קאראזיע, און טעמפעראטור וועריאציעס. עס האט א סעריע טראנסמיסיע סיסטעמען, גענעראטארן, קאנטראל סיסטעמען, קילונג, לובריקאציע, און זיכערהייט דעווייסעס. דער ארטיקל דיסקוטירט די נאסעל'ס פונקציע און שליסל קאמפאנענטן, אריינגערעכנט ווי יעדער טייל ארבעט אלס א גאנצע.
הויפּט פֿונקציע פֿון נאַצעל
די פונקציע פון דער נאסעל קען צוזאמענגענומען ווערן אין פיר הויפט געביטן. ערשטנס, באשיצט עס קאמפאנענטן פון דער אויסערליכער סביבה - שטארקע ווינטן, זאלץ וואסער (אויף אפשור טורבינעס), און שטויב פארטיקלען קענען פארשנעלערן אפנוץ אויב זיי ווערן נישט באהאנדלט. צווייטנס, שטיצט עס און גלייכט אויס מעכאנישע קאמפאנענטן ווי שאפטן, גירבאקסן, און גענעראטארן צו פארזיכערן א ריכטיגע גלייכשטעלונג און מינימיזירן וויבראציע. דריטנס, אינטעגרירט עס קאנטראל און זיכערהייט סיסטעמען, פון ווינט סענסארן ביז נויטפאל ברעיקינג מעקאניזמען. פערטנס, פארפּשוטערט עס די אפעראציע און אויפהאלטונג, ווייל שליסל קאמפאנענטן זענען געהאלטן אין איין ארבעטס-פלאץ מיט באגרענעצטן צוטריט (סערוויס טירן, אינערליכע קראנען, אינספעקציע טרעקס).
נאסעל דעקל און בעטפּלאַטע סטרוקטור
דער מערסט קענטיקער קאָמפּאָנענט פון דער נאַצעל איז דער נאַצעל דעקל (אָדער הויזינג). עס איז טיפּיש געמאַכט פון קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן אָדער לייכטע מעטאַלן וואָס זענען שטאַרק, קעראָוזשאַן-קעגנשטעליק און אַעראָדינאַמיש. דער דעקל דינט ניט בלויז עסטעטישע צוועקן, נאָר אויך רעדוצירט דעם אימפּאַקט פון וועטער און העלפֿט דירעקטירן לופטפלוס צו פאַרמייַדן איבערגעטריבענע טורבולענץ.
אינעווייניק איז די בעטפּלאַטע—אַ ראַם אָדער "סטרוקטורעלער שטאָק" וואָס דינט ווי די יסוד פֿאַר מאָנטירן שווערע קאָמפּאָנענטן ווי די גירבאַקס און גענעראַטאָר. די בעטפּלאַטע מוז זיין גאָר שטייף צו רעדוצירן דיפלעקשאַן און האַלטן קאָמפּאָנענט אַליינמאַנט, ווייַל אפילו אַ קליינע מיסאַליינמאַנט קען פירן צו געוואקסן ווייבריישאַן, אָוווערכיטינג און לאַגער דורכפאַל.
ראָטאָר כאַב, הויפּט שאַפט, און הויפּט לאַגערן
ווינט ענערגיע ווערט איינגעכאפט דורך די בליידס און איבערגעגעבן צום ראָטאָר כאַב. דער כאַב פֿאַרבינדט די בליידס מיטן ראָטירנדיקן סיסטעם און איבערגעבט דעם דריימאָמענט צום הויפּט שאַפט. דער הויפּט שאַפט טראָגט דאַן די מעכאַנישע ענערגיע צו אַ גירבאַקס אָדער גלייך צו אַ גענעראַטאָר, לויטן טורבינע פּלאַן.
דער הויפּט שאַפט ווערט געשטיצט דורך הויפּט לאַגערן. די לאַגערן זענען קריטיש ווייל זיי קענען אויסהאַלטן די קאָמבינירטע לאַסט: אַקסיאַל לאַסט (צוזאַמען דעם שאַפט) און ראַדיאַל לאַסט (פּערפּענדיקולאַר צום שאַפט) צוליב ווינט שטופּ און דעם וואָג פון דעם ראָוטאָר. די קוואַליטעט פון די לאַגערן און זייער לובריקאַציע סיסטעם איז קריטיש פֿאַר דער טורבינע'ס אָפּערירן לעבן, ווייל לאַגער דורכפאַל איז אַ הויפּט סיבה פון טייַערער דאַונטיים.
גירבאקס (אויף גירד טיפ טורבינעס)
אסאך ווינט טורבינען ניצן גירבאקסן צו פארגרעסערן די ראטאר'ס רעלאטיוו לאנגזאמע ראטאציע גיכקייט צו די הויכע גיכקייטן וואס דער גענעראטאר פארלאנגט. למשל, א ראטאר קען זיך דרייען ביי צענדליגער רפּם, בשעת א גענעראטאר איז מער עפעקטיוו ביי הונדערטער ביז טויזנטער רפּם (אפהענגיק פון דעם טיפ).
גירבאַקסעס זענען קאָמפּלעקסע קאָמפּאָנענטן וואָס אַרבעטן אונטער ווערייִרנדיקע און פלוקטויִרנדיקע לאָודז. דעריבער, גירבאַקסעס דאַרפן:
– פאַרלאָזלעך לובריקאַציע סיסטעם צו פאַרמייַדן גאַנג טראָגן,
– קיל סיסטעם צו באַזייַטיקן היץ,
– אויל פילטראַציע צו האַלטן פליסיק ריינקייט,
– ווייבריישאַן מאָניטאָרינג צו דעטעקטירן פריע שאָדן (למשל, פּיטינג פון ציין).
עטלעכע מאָדערנע טורבינען ניצן אַ דירעקט דרייוו פּלאַן (אָן אַ גירבאַקס) צו רעדוצירן קאָמפּלעקסיטי, אָבער דאָס ריקווייערז געוויינטלעך אַ גרעסערן דיאַמעטער גענעראַטאָר און אַן אַנדער מאַגנעט סיסטעם.
גענעראַטאָר: קאָנווערטירט מעכאַנישע ענערגיע אין עלעקטרישע ענערגיע
דער גענעראַטאָר איז דאָס האַרץ פֿון עלעקטרישער ענערגיע קאָנווערסיע. ווען דער שאַפֿט (דירעקט אָדער דורך אַ גירבאַקס) דרייט דעם גענעראַטאָר ראָוטאָר, פּראָדוצירן דאָס מאַגנעטישע פֿעלד און שפּולן עלעקטריע. ווינט טורבינע גענעראַטאָרן קומען אין פֿאַרשידענע טיפּן, אַרייַנגערעכנט:
– טאָפּלט-געפֿיטערטער אינדוקציע גענעראַטאָר (DFIG) אויף פֿילע גירבאַקסירטע טורבינעס,
– א שטענדיקער מאַגנעט סינטשראָנאָוס גענעראַטאָר (PMSG) אָפט אויף דירעקט דרייוו אָדער מאָדערנע הויך עפעקטיווקייט טורבינען.
גענעראַטאָרן דזשענערירן היץ, אַזוי זיי דאַרפן קילן (לופט אָדער פליסיק) און טעמפּעראַטור מאָניטאָרינג. די פעסטקייט פון די אַרויסגאַנג וואָולטידזש און אָפטקייט דעפּענדס ניט בלויז אויף די גענעראַטאָר אָבער אויך אויף די עלעקטראָניש מאַכט קאַנווערזשאַן סיסטעם.
מאַכט קאָנווערטער און מאַכט טראַנספאָרמאַציע
ווען ווינט גיכקייטן וואַקלען זיך, טוישן זיך אויך די ראָטאָר ראָטאַציע און עלעקטרישע כאַראַקטעריסטיקס פון דעם גענעראַטאָר. כּדי צו צושטעלן עלעקטריע צום גריד מיט אַ קוואַליטעט סטאַנדאַרט, ניצט די טורבין אַ מאַכט קאָנווערטער (אינווערטער/גלייכרעכטער און מאַכט עלעקטראָניק קאָנטראָל). דער קאָנווערטער רעגולירט:
– וואָולטאַזש,
– אָפטקייט,
– מאַכט פאַקטאָר,
– און זיכער מאַכן סינקראָניזאַציע מיטן גריד.
אין עטלעכע קאָנפיגוראַציעס, אנטהאלט די נאסעל אויך א טראַנספאָרמאַטאָר (ספּעציעל אין געוויסע דיזיינס), כאָטש אין פילע טורבינען איז דער הויפּט טראַנספאָרמאַטאָר געשטעלט ביי דער באַזע פון טורעם אָדער אויף אַן אַנדער פּלאַטפאָרמע צוליב וואָג און וישאַלט צוטריט.
יאָ סיסטעם: קעגן דעם ווינט
כּדי דער ראָטאָר זאָל כאַפּן מאַקסימום ענערגיע, מוז די נאַצעלע זיך שטעלן קעגן דעם ווינט. די אויפגאַבע ווערט דורכגעפירט דורך דער יאָ סיסטעם, וואָס באַשטייט פון:
– יאָ דרייוו (יאָ דרייוו מאָטאָר),
– יאָו גאַנג/רינג גאַנג (גרויס גאַנג),
– יאָו לאַגער (גרויס דיאַמעטער יאָו לאַגער),
– און ווינט סענסאָר-באזירט יאַוו קאָנטראָל.
די יאַו סיסטעם אַרבעט דורך ביסלעכווייַז אַדזשאַסטינג די נאַסעל ס שטעלע. צו אָפט אָדער אַגרעסיוו באַוועגונגען קענען פאַרגרעסערן טראָגן. דעריבער, יאַו קאָנטראָל אַלגערידאַמז טיפּיקלי קלייַבן אַ קאָמפּראָמיס צווישן "קעגנשטעלנ זיך צו די ווינט ווי אַקיעראַטלי ווי מעגלעך" און "רעדוצירן מעכאַנישע לאָודז."
פּיטש סיסטעם: שטעלן די בלייד ווינקל
אינעווייניק פון דעם כאַב און אינטעגרירט מיט די קאָנטראָלס אין דער נאַצעל איז די פּיטש סיסטעם, וואָס רעגולירט דעם ווינקל פון די טורבין בליידז. פּיטש אַרבעט צו:
– אָפּטימיזירן ענערגיע כאַפּן ביי מיטל ווינט גיכקייטן,
– באַגרענעצן די מאַכט אין שטאַרקע ווינטן כּדי נישט צו איבערשטיגן די ראַנג,
– און דורכפירן "פעדערינג" (דראטירן די בליידז צו רעדוצירן ווינט קראַפט) אין נויטפאַל באדינגונגען.
פּיטש אַקטואַטאָרן קענען זיין הידראַוליש אָדער עלעקטריש. פּיטש סיסטעמען האָבן טיפּיש אַ מאַכט באַקאַפּ (למשל, אַ באַטאַרייע) צו האַלטן די בליידז זיכער פּאַזישאַנד אין פאַל פון אַ מאַכט אויספאַל.
ברעיקס (ברעיקינג סיסטעם) און זיכערהייט
ווינט טורבינען דאַרפן אַ ברעיקינג סיסטעם פֿאַר ביידע אָפּעראַציאָנעלע און נויטפאַל סיטואַציעס. טיפּישערווייַז, עס זענען צוויי שיכטן:
1. אַעראָדינאַמיש ברעיקינג דורך פּיטש (ראָוטירן די בליידז אַזוי אַז די ווינט קראַפט פאַרקלענערט זיך דראַסטיש).
2. מעכאנישע ברעיקס (דיסק ברעיקס) אויף הויך-גיך אקסלען אדער געוויסע טיילן אין די דרייוו-טריין צו אפשטעלן די ראטאציע בעת אויפהאלטונג אדער נויטפעלן.
דערצו איז די נאסעלע אויסגעשטאט מיט פארשידענע זיכערהייט דעווייסעס ווי איבער-גיך סענסארן, איבער-טעמפּעראַטור שוץ, פייער-לעשער סיסטעמען (ספעציעל אויף גרויסע טורבינעס), און אויטאמאטישע אפשטעל פראצעדורן.
קיל און ווענטילאַציע סיסטעמען
קאָמפּאָנענטן ווי דער גענעראַטאָר, קאָנווערטער און גירבאַקס דזשענערירן היץ. דעריבער, די נאַסעלע האט אַ קיל סיסטעם וואָס באַשטייט פון:
– היץ אויסטוישער,
– ווענטילאַציע פאָכער,
– גירבאַקס אויל קולער,
– אדער א פליסיק קיל סיסטעם פאר מאכט עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן.
הומידיטי קאנטראל איז אויך וויכטיג צו פארמיידן קאנדענסאציע וואס קען שאטן עלעקטראניק און פארשנעלערן קאראזיע.
לובריקאציע, הידראַוליקס, און פֿילטראַציע
כדי צו זיכער מאַכן לאַנג-דויערנדיקע מעכאַנישע סיסטעמען, פֿאַרמאָגט די נאַצעל אַ צענטראַליזירט לובריקאַציע סיסטעם - בפֿרט פֿאַר די גירבאַקס, לאַגערן און אַנדערע רייַבונג פונקטן. עטלעכע דיזיינז אַרייַננעמען אויך הידראַוליק סיסטעמען פֿאַר פּיטש, ברעיקס אָדער אַנדערע אַקטואַטאָרן. אויל פֿילטראַציע איז שליסל, ווייל קאָנטאַמינאַציע דורך קליינע פּאַרטיקלען קען פאַרגיכערן גאַנג און לאַגער טראָגן.
סענסאָרן, סקאַדאַ, און צושטאַנד מאָניטאָרינג
מאָדערנע טורבינעס זענען כּמעט שטענדיק אויסגעשטאַט מיט SCADA (סופּערווייזאָרי קאָנטראָל און דאַטן אַקוויזישאַן) צו מאָניטאָרירן פאָרשטעלונג און קאָנטראָלירן אַפּעריישאַנז פון ווייטנס. די נאַסעל כּולל אַ פאַרשיידנקייט פון סענסאָרן, אַזאַ ווי:
– אַנעמאָמעטער (ווינט גיכקייט) און ווינט וואַנע (ווינט ריכטונג),
– ווייבריישאַן סענסאָרן אויף די גירבאַקס און גענעראַטאָר,
– אויל טעמפּעראַטור און דרוק סענסאָרן,
– עלעקטרישער קראַנט/וואָולטידזש סענסאָר,
– ווי אויך אַ סיסטעם פֿאַר פרי דעטעקציע פֿון דורכפֿאַל (צושטאַנד מאָניטאָרינג).
דאַטן פֿון סענסאָרן העלפֿן אָפּעראַטאָרן דורכפֿירן פּרעדיקטיוו וישאַלט: ריפּערז ווערן געמאַכט איידער גרויסע שעדיקן פּאַסירט, וואָס רעדוצירט דאַונטיים און קאָסטן.
וישאַלט אַקסעס: אינערלעכער קראַן און דורכקוק שפּור
צוליב איר הייך, איז צוטריט צו וישאַלט שווער. נאסעלן זענען אָפט אויסגעשטאַט מיט אינעווייניקסטע קראַנען אָדער הייבפונקטן צו באַוועגן געוויסע קאָמפּאָנענטן. דורכקוק וועגן, לייטינג, זיכערהייט פּאַנאַלז, און קאַבלע און רער לייאַוץ זענען דיזיינד צו לאָזן טעכניקער אַרבעטן זיכער און עפֿעקטיוו.
קעסימפּולאַן
די ווינט טורבינע נאסעל איז דער אפעראציאנעל צענטער, וואס פארבינדט מעכאנישע, עלעקטרישע, קאנטראל, און זיכערהייט סיסטעמען אין איין, באשיצטע איינהייט. עס נעמט אריין די סטרוקטורעלע בעט-פלאטע, הויפט שאפט און לאגערן, גירבאקס (אין גירד טורבינעס), גענעראטאר, מאכט קאנווערטער, יא און פיטש סיסטעמען, ברעיקס, קילונג, לובריקאציע, און א סעריע סענסארן פארבונדן צו SCADA. טורבינע פערפארמאנס ווערט גרויסענטייל באשטימט דורך די פארלעסלעכקייט פון די נאסעל קאמפאנענטן און די קוואליטעט פון זייער אינטעגראציע. וואס בעסער די נאסעל איז דיזיינט, מאניטארירט, און אויפגעהאלטן, אלץ העכער די ענערגיע עפעקטיווקייט, אפעראציאנעל זיכערהייט, און סערוויס לעבנסדויער פון די ווינט טורבינע.
אויב איר ווילט, קען איך מאַכן אַ ווערסיע פֿון דעם אַרטיקל מיט מער טעכנישע אונטער-קעפּלעך, פֿאַרענדיקט מיט ענערגיע-פֿלוס דיאַגראַמען (ווינט → ראָוטאָר → דרייוו-טריין → גענעראַטאָר → קאָנווערטער → גריד) אָדער זיך קאָנצענטרירן אויף פֿאַרגלייַכן פֿון דירעקט-דרייוו קעגן גירבאַקס.
