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保障風力發電機組安全運行的檢測解決方案有哪些?

保障風力發電機組安全運行的檢測解決方案有哪些?

隨著城市化的發展,環境問題日益突出,煤炭等傳統化石能源供應漸趨緊張,風力發電作為一種無污染、低成本的電力產業,發電非常環保,且風能蘊量巨大,因此逐漸得到世界各國的重視。


同時,由于現代新技術在風力發電機組制造和控制、管理中的應用,使風力發電成為新能源中技術Z成熟、Z 具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。通過清潔能源發電量代替煤炭發電量,能夠有效降低燃煤消耗和二氧化碳排放。



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風力發電機組包含哪些部位?


風力發電機可簡稱風機,是構成風力發電廠的必要條件之一,主要由塔架、葉片、發電機等三大部分所構成。

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風力發電機組主要組成部分


除此之外,它還具備自動迎風轉向、葉片旋角控制及監控保護等功能。運轉的風速必須大于每秒2至4米(依發電機不同而有所差異)不等,但是風速太強(約每秒25米)也不行,當風速達每秒10至16米時,即達滿載發電。

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風力發電機組內部結構


由于每座風力發電機皆可獨立運轉,故每座風力發電機均可視為單獨的風力發電廠,是屬于一種分散式發電系統。



中科創新

風力發電機組解決方案


由于風力發電機組的體型相對龐大,且組成部位較多,因此為保障其正常運轉,各組成部位的定期在役檢測十分必要。


中科創新針對風力發電機組的在役無損檢測,擁有一套完整的檢測解決方案。能夠解決從風機塔筒、變槳軸承、葉片、主軸等部位的缺陷和焊縫檢測,到各類螺栓的缺陷及應力檢測。


01

風機塔筒焊縫檢測系統


塔筒是風力發電機組的主要承載結構,塔筒焊縫質量會直接影響塔筒承載強度,因此對風機塔筒的焊縫進行檢測是有必要的。


目前在役塔筒的焊縫無損檢測,多數通過繩索吊在高空中或搭建塔架扶梯的方式來進行常規超聲檢測??紤]特殊高空作業人員安全問題和常規超聲方法檢測效率低等問題,中科創新推出一套自動檢測解決方案。

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檢測設備展示

軟件界面展示

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1

解決方案


采用HSD-TOFD模塊,配合自動磁吸式爬壁機器人,以自動行走加遙感控制的方式實現自動掃查,同時根據塔筒模型設置焊縫分布圖,并與掃查數據統一對應管理。

2

方案優勢


  • 具備焊縫激光自動跟蹤功能及視頻記錄功能;

  • 新型輪式懸磁吸附裝置,提高效率,降低能耗;

  • 雙主動輪差速驅動、雙車體萬向隨動連接的機器人運動機構;

  • 集成了爬壁機器人的嵌入式控制系統,實現遙控;

  • 針對其在焊縫表面檢測時存在盲區的缺點,推出了簡單有效的附加掃描方式;

  • 高效的數據管理。

3

擴展應用


大直徑管道、容器焊縫自動檢測,可擴展搭載相控陣或多通道模塊;可對鐵磁性材料進行高空環境下作業。



02

風電變槳軸承檢測


風電變槳軸承是連接塔筒各段,或塔筒與輪轂、輪轂與葉片之間的結構件,通常采用螺栓連接。而螺栓連接處長期受交變應力影響,容易在靠近螺栓側產生缺陷。

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風電變槳軸承檢測


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解決方案


中科創新采用相控陣技術與計算機技術相結合的方式,模擬聲束傳播路徑,與工件計算機建模相結合,即可輕松得到復雜回波中的缺陷信號識別。簡單快速,減少誤判可能。

2

方案優點


識別簡單快速,能有效減少誤判可能。


03

風電葉片相控陣檢測

風電葉片基本采用玻璃纖維蒙皮與大梁組成,風機葉片在生產制造過程中,會出現孔隙、分層和夾雜等典型缺陷。此外,風機在運行過程中,也會出現不同程度的損傷,其主要形式有裂紋、斷裂和基體老化等。


風電葉片低頻探頭

超聲波探傷儀

                                                                                                     檢測掃查器實拍


針對這些問題,中科創新采用相控陣技術與掃查器技術(便攜式掃查架或爬行機器人)相結合的方法,利用低頻探頭的強穿透力,可以對粘接面以下的缺陷進行有效檢測。


這個方案的優點是檢測穿透力強,并且省時高效。



04

風機主軸檢測系統

風機主軸是風力發電機組中主要的承載部件。我國部分企業生產的主軸在運行過程中,主軸振動、主軸裂紋或變形,軸頸磨損等結構故障時有發生,一旦主軸斷裂,發生倒塌,將帶來巨大的經濟損失及人身財產損失。因此,風力發電機組主軸的在役檢測及長期維護,一直是當前風電界的熱點和難點。


                                      風電主軸

相控陣

                                                                     風電主軸檢測

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解決方案


中科創新對在役大軸進行不拆卸超聲檢測,通過自發自收,或一發一收的方式,在大軸端面的規定位置進行超聲檢測,采集全部回波信息,通過合成孔徑算法對大軸三維超聲成像,檢測大軸內部缺陷。

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方案優點


  • 實現風機主軸的在役成像檢測;

  • 檢測結果清晰直觀,可保存,可追溯;

  • 為風機主軸的長期維護提供有力的檢測數據支撐,減少維護成本,預防安全事故。



05

螺栓缺陷超聲檢測

螺栓是工業產品中重要的連接部件,一旦斷裂失效會影響整個設備的正常運行,甚至發生重大的安全事故,造成人身傷亡。

螺栓缺陷超聲檢測設備

螺栓缺陷超聲檢測

螺栓缺陷檢測3D圖→


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解決方案


  • HSPA20-Ae(bolt)螺栓專用檢測儀器配合菊花陣列探頭5C64;

  • 線形環向陣列掃查,聲場全面覆蓋;

  • 采用導波發射模式,相控陣聚焦處理,可保證信噪比。

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方案優點


  • 螺栓可在役檢測,不需拆卸

  • 檢測時不需要移動探頭

  • 檢測結果直觀,易操作

  • 超聲檢測節約成本

  • 應用范圍廣

3

擴展應用


石油化工、鍋爐壓力容器、船舶、海上平臺、橋梁鋼結構等各行業中的緊固螺栓檢測。


06

螺栓緊固力超聲檢測

現有力矩方式測量緊固力會因為摩擦力的影響而不準確,同時不適當的緊固力會影響設備的運行壽命。針對風力發電機組的螺栓部位檢測,中科創新還推出了檢測大型設備或裝置上的各類堅固螺栓緊固力的檢測解決方案。


螺栓緊固力超聲檢測



超聲波探傷儀


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解決方案


采用雙波型模式檢測,通過超聲波聲時差與彈性模量的相對變化關系進行螺栓緊固力的測量。

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方案優點


  • 在役檢測,無需拆卸;

  • 采用超聲波技術,不受摩擦力影響,可靠性更高;

  • 縱、橫雙波模式,無需預先測量螺栓長度。

3

擴展應用


直徑14mm以上,長度800mm以下螺栓,緊固力在屈服強度50%上的緊固螺栓皆可應用此方案,根據不同螺栓定制探頭,不同材料進行強度曲線驗證即可。


隨著國家“碳達峰碳中和”雙碳目標的提出,節能減排、科技創新勢在必行,風力發電項目逐漸成為助力雙碳目標實現的主力軍之一。近日,新疆首 個“風光火儲”多能互補清潔能源基地開建,其中風電占總裝機容量的80%。


為保障風力發電項目安全,風力發電機組的安全檢測至關重要,中科創新能夠為客戶提供全套的檢測解決方案,并且可以對具備檢測針對性的設備進行靈活配置,高效滿足全方位的定制化檢測需求。



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