বায়ু টারবাইনের ক্ষয়ক্ষতির মূল কারণ কী?

বায়ু টারবাইন ক্ষয়ের মূল কারণগুলি চারটি প্রধান কারণের মিথস্ক্রিয়াকে দায়ী করা যেতে পারে: যান্ত্রিক চাপ, পরিবেশগত ক্ষয়, উপাদানের ক্লান্তি এবং রক্ষণাবেক্ষণের ত্রুটি। এই কারণগুলি বায়ু টারবাইনগুলির 20-25 বছরের অপারেটিং চক্র ধরে ক্রমাগত জমা হতে থাকে, যা শেষ পর্যন্ত মূল উপাদানগুলির ক্ষয় এবং ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। নির্দিষ্ট মাত্রা থেকে নিম্নলিখিত বিশ্লেষণ করা হবে:

চিত্র
১, যান্ত্রিক চাপ: গতিশীল লোডের ক্রমাগত প্রভাব

১. অ্যারোডাইনামিক লোডের ওঠানামা: ঘূর্ণন প্রক্রিয়ার সময়, ব্লেডগুলি অসমমিত অ্যারোডাইনামিক বল বহন করে, বিশেষ করে অস্থির বায়ুক্ষেত্রে, যেখানে তাৎক্ষণিক বাতাসের গতির তারতম্য নির্ধারিত মানের ± ৩০% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। Vestas V164-9.5MW ইউনিটকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, ১৬৪ মিটার ব্যাসের একটি একক ব্লেডের মূলে বাঁকানো মুহূর্ত ১২ মি/সেকেন্ড বাতাসের গতিতে ১৫০ মি.এন. · মি পৌঁছাতে পারে, যা প্রধান শ্যাফ্ট এবং গিয়ারবক্সের মতো ট্রান্সমিশন উপাদানগুলিতে পর্যায়ক্রমিক প্রভাব লোড সৃষ্টি করে, বেয়ারিং রেসওয়ে এবং গিয়ার দাঁতের পৃষ্ঠের ক্লান্তি ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে।

2. মাধ্যাকর্ষণ এবং জড় বলের মিলন
টাওয়ারের উপরের ইঞ্জিন রুমের ওজন ৩০০ টনেরও বেশি, যা ইয়াও গতির সময় একটি জড়তা মুহূর্ত তৈরি করে। একটি নির্দিষ্ট অফশোর উইন্ড ফার্ম থেকে প্রাপ্ত তথ্য পর্যবেক্ষণ করে দেখা গেছে যে ইয়াও সিস্টেম গিয়ার জোড়াকে ২০ বছরের অপারেটিং চক্রের সময় ১০ ⁸ এর বেশি পর্যায়ক্রমে লোড সহ্য করতে হয়, যার ফলে দাঁতের পৃষ্ঠের গভীরতা ০.৫ মিমি হয় এবং শেষ পর্যন্ত গিয়ার ফ্র্যাকচার হয়।

৩. স্টপ সাইকেল শুরু করুন
বাতাসের গতির ওঠানামার কারণে ঘন ঘন স্টার্ট স্টপ হওয়ার ফলে ট্রান্সমিশন চেইন বিয়ারিং ইমপ্যাক্ট টর্ক তৈরি হয়। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে প্রতিটি স্টার্ট স্টপ সাইকেল গিয়ারবক্স বিয়ারিংগুলির মাইক্রো মোশন ওয়্যার 0.2 μm বৃদ্ধি করে। মোট 50000 রানের পরে, বিয়ারিং ক্লিয়ারেন্স প্রাথমিক মানের তিনগুণ পর্যন্ত প্রসারিত হয়, যার ফলে অতিরিক্ত কম্পন হয়।

2, পরিবেশগত ক্ষয়: একাধিক ভৌত ক্ষেত্রের সমন্বয়মূলক প্রভাব

১. কণা ক্ষয়

মরুভূমি বা উপকূলীয় বায়ু খামারে, বাতাসে বালির পরিমাণ 0.5 মিলিগ্রাম/মিটার³ পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। ব্লেডের সামনের প্রান্তটি 20 বছরের অপারেশনের সময় 10 ¹⁰ এর বেশি বালির কণার আঘাত অনুভব করবে, যার ফলে পৃষ্ঠের আবরণ 0.3 মিমি পুরুত্বের খোসা ছাড়িয়ে যাবে এবং বায়ুগতিগত দক্ষতা 5% হ্রাস পাবে। একটি নির্দিষ্ট উত্তর-পশ্চিম বায়ু খামারের ব্লেড মেরামতের তথ্য দেখায় যে যখন ক্ষয় গর্তের গভীরতা 0.8 মিমি অতিক্রম করে, তখন সম্পূর্ণ ব্লেডটি প্রতিস্থাপন করতে হবে।

2. লবণ স্প্রে ক্ষয়

অফশোর উইন্ড ফার্মের বাতাসে লবণের ঘনত্ব জমির তুলনায় ১০-২০ গুণ বেশি এবং ক্লোরাইড ব্লেড জয়েন্টগুলিতে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ক্ষয় তৈরি করে, যার বার্ষিক ক্ষয় হার ০.০৫ মিমি। একটি ব্রিটিশ অফশোর উইন্ড ফার্মের একটি জরিপে দেখা গেছে যে স্ট্রেস ক্ষয়ের কারণে ৫০% ব্লেড বোল্ট ফাটল ধরে, যা ব্লেড বিচ্ছিন্ন হওয়ার ঝুঁকি বাড়ায়।

৩. তাপমাত্রার পরিবর্তন
দিন এবং রাতের তাপমাত্রার পার্থক্যের ফলে উপাদানের তাপীয় প্রসারণ এবং সংকোচন ঘটে, যার ফলে ব্লেডের শিকড়ের সংযোগস্থলে মাইক্রো মোশন ওয়্যার তৈরি হয়। -40 ℃ থেকে +50 ℃ তাপমাত্রা চক্রের অধীনে, কার্বন ফাইবার ফাইবারগ্লাস হাইব্রিড ব্লেডের ইন্টারফেসিয়াল ডিবন্ডিং হার 0.01 মিমি/বছরে পৌঁছায়। 10 বছর পরে, ডিবন্ডিং এলাকা 10% ছাড়িয়ে যায়, যার ফলে কাঠামোগত শক্তি হ্রাস পায়।

৩, বস্তুগত ক্লান্তি: মাইক্রোস্কোপিক ক্ষতির ক্রমবর্ধমান প্রভাব

১. উচ্চ চক্র ক্লান্তি
গিয়ারবক্সের প্ল্যানেটারি গিয়ারকে ২০ বছরের অপারেশনের সময় ১০ ⁹ এর বেশি লোড সাইকেল সহ্য করতে হয় এবং উপাদানের অভ্যন্তরীণ গ্রেন সীমানায় মাইক্রোক্র্যাক দেখা দেয়। ১.৫ মেগাওয়াট ইউনিট গিয়ারবক্সের ডিসঅ্যাসেম্বলি বিশ্লেষণ দেখায় যে প্ল্যানেটারি গিয়ার দাঁতের মূলের ক্লান্তি ফাটল বিস্তারের হার ০.১ মিমি/১০ ⁶ সাইকেলে পৌঁছায়, যা শেষ পর্যন্ত দাঁতের পৃষ্ঠের খোসা ছাড়িয়ে যায়।

2. কম চক্র ক্লান্তি
টাওয়ারটি প্রচণ্ড বাতাসের গতিতে (যেমন ৫০ মি/সেকেন্ড) নকশা লোডের ২০% এর বেশি ক্ষণস্থায়ী চাপের সম্মুখীন হয়, যার ফলে ওয়েল্ড এলাকায় প্লাস্টিকের বিকৃতি ঘটে। টাইফুন প্রবণ এলাকায় একটি উইন্ড ফার্মের পর্যবেক্ষণে দেখা গেছে যে টাওয়ারের নীচের ওয়েল্ড সিমের ফাটল বিস্তারের হার ০.৫ মিমি/বছরে পৌঁছেছে এবং ৫ বছর পর রিইনফোর্সমেন্ট ট্রিটমেন্ট প্রয়োজন।

৩. ক্ষয়জনিত ক্লান্তি
লবণ স্প্রে এবং পর্যায়ক্রমে চাপের সম্মিলিত ক্রিয়ায়, সমুদ্রের জলের স্প্ল্যাশ জোনে টাওয়ার ফাউন্ডেশনের ক্ষয় ক্লান্তির আয়ু 60% হ্রাস পায়। ল্যাবরেটরি ত্বরিত পরীক্ষায় দেখা গেছে যে 3.5% NaCl দ্রবণে, Q345 ইস্পাতের ক্লান্তি সীমা 280 MPa থেকে 110 MPa-তে কমে যায় এবং ফাটল বিস্তারের হার তিনগুণ বৃদ্ধি পায়।

৪, পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণের ত্রুটি: মানবিক কারণগুলির ক্রমবর্ধমান প্রভাব

১. তৈলাক্তকরণ ব্যবস্থাপনা ব্যর্থতা
গিয়ারবক্স লুব্রিকেটিং তেলের প্রতিস্থাপন চক্র প্রস্তাবিত মান (সাধারণত 3-5 বছর) ছাড়িয়ে যায়, যার ফলে তেল অ্যাসিড মান (TAN) 2mgKOH/g ছাড়িয়ে যেতে পারে এবং অ্যাডিটিভের ব্যর্থতার ফলে গিয়ার মাইক্রো পিটিং ক্ষয় হতে পারে। একটি উইন্ড ফার্মের কেস স্টাডি দেখায় যে তেল পরিবর্তন বিলম্বিত করলে গিয়ারবক্স ব্যর্থতার হার 40% বৃদ্ধি পায় এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ 2 মিলিয়ন ইউয়ান বৃদ্ধি পায়।

2. বোল্টের অপর্যাপ্ত প্রাক-টাইটনিং বল
যখন অপারেশন চলাকালীন কম্পনের কারণে ব্লেডের মূলের বল্টুটি শিথিল হয়ে যায় এবং প্রাক-টাইটনিং বল নকশা মানের 60% এ নেমে যায়, তখন যোগাযোগ পৃষ্ঠের মাইক্রো মোশন ওয়্যার রেট 5 গুণ বৃদ্ধি পায়। আলগা বোল্টের কারণে ব্লেড এবং হাবের মধ্যে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হওয়ার কারণে একটি নির্দিষ্ট ইউনিট 5 মিলিয়ন ইউয়ানেরও বেশি সরাসরি অর্থনৈতিক ক্ষতির সম্মুখীন হয়।

৩. কেন্দ্র থেকে বিচ্যুতি মান অতিক্রম করে
যখন গিয়ারবক্সের প্রধান শ্যাফ্ট এবং ইনপুট শ্যাফ্টের মধ্যে বিচ্যুতি 0.05 মিমি অতিক্রম করে, তখন কাপলিং অতিরিক্ত রেডিয়াল বল বহন করে, যার ফলে বিয়ারিং খাঁচা ভেঙে যায়। একটি নির্দিষ্ট বায়ু খামারের পরিসংখ্যান দেখায় যে কেন্দ্রীভূত বিচ্যুতির প্রতি 0.01 মিমি বৃদ্ধির জন্য, বিয়ারিং লাইফ 15% হ্রাস পায়।

৫, প্রযুক্তিগত বিবর্তন এবং পরিধান নিয়ন্ত্রণের প্রবণতা

ক্ষয়ক্ষতির চ্যালেঞ্জ মোকাবেলায়, শিল্পটি নিম্নলিখিত দিকগুলিতে অগ্রগতি অর্জন করছে:

উপাদানের আপগ্রেড: ন্যানো আবরণ প্রযুক্তি গ্রহণ করে ব্লেডের পৃষ্ঠের কঠোরতা 300HV বৃদ্ধি করা এবং ক্ষয়ের আয়ু 2 গুণ বৃদ্ধি করা;

বুদ্ধিমান পর্যবেক্ষণ: গিয়ারবক্স তেল কণা গণনার অনলাইন পর্যবেক্ষণ অর্জনের জন্য ফাইবার অপটিক গ্রেটিং সেন্সর স্থাপন করা, 300 ঘন্টার ত্রুটি সতর্কতা অগ্রিম সহ;

ডিজিটাল টুইন: ভার্চুয়াল মডেলিংয়ের মাধ্যমে টাওয়ারের কাঠামো অপ্টিমাইজ করার মাধ্যমে, ওয়েল্ডগুলির ক্লান্তি জীবন 40% বৃদ্ধি পায়;

অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণ: গভীর শক্তিবৃদ্ধি শিক্ষার উপর ভিত্তি করে একটি পিচ নিয়ন্ত্রণ কৌশল ট্রান্সমিশন শৃঙ্খলে লোডের ওঠানামা ২৫% কমিয়ে দেয়।

বায়ু টারবাইনগুলির ক্ষয়ক্ষতি যান্ত্রিক, পরিবেশগত, উপাদান এবং পরিচালনাগত কারণগুলির সম্মিলিত প্রভাবের ফলাফল এবং এর নিয়ন্ত্রণ নকশা, উৎপাদন এবং পরিচালনার সমগ্র জীবনচক্র জুড়ে চলতে হবে। রাষ্ট্রীয় পর্যবেক্ষণ প্রযুক্তি এবং নতুন উপাদান প্রয়োগের অগ্রগতির সাথে সাথে, বায়ু খামারগুলি ভবিষ্যতে "প্যাসিভ রক্ষণাবেক্ষণ" থেকে "ভবিষ্যদ্বাণীমূলক রক্ষণাবেক্ষণ"-এ রূপান্তর অর্জন করবে, যা সরঞ্জামের নির্ভরযোগ্যতা এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করবে।