تعمیر و نگهداری توربین های بادی

روز به روز به اهمیت توربین‌های بادی به عنوان بخش مهمی از بازار انرژی جهانی افزوده می‌شود اما مراقبت و نگهداری از آن می‌تواند ما را با چالش‌های منحصر به فرد روبه‌رو کند. با این که توربین بادی از جمله ماشین‌ آلات پیچیده به حساب می‌آید، اما بسیاری از اجزای آن شبیه به سایر تجهیزات ماشینی است که همین مسئله می‌شود بسیاری از اصول اولیه نگهداری و تعمیرات تجهیزات درمورد توربین بادی نیز صادق باشد. بنابراین انواع نگهداری و تعمیرات رایج و متداول را می‌توان برای نگهداری از توربین های بادی و گازی استفاده نمود.
در ادامه به چند نکته درمورد مراقبت از توربین بادی و روش‌های کنترل هزینه به منظور افزایش بازگشت سرمایه می‌پردازیم.

فهرست مطالب

نگهداری توربین های بادی

منظور از نگهداری توربین بادی چیست؟

به مجموعه ارزیابی‌ها و وظایفی که صاحبان مزرعه بادی و اپراتورها به منظور حفظ عملکرد موثر توربین در مزرعه انجام می‌دهند، نگهداری از توربین بادی می‌گویند. در حال حاضر توربین بادی به یکی از مهم‌ترین شبکه‌های انرژی در سراسر جهان، تبدیل شده است. بنابراین تمام صاحبان مزارع بادی و اپراتورها باید تمام اقدامات لازم را برای اطمینان از عملکرد موثر این توربین‌ها به اجرا در بیاورند.

چالش‌های نگهداری از توربین‌های بادی کدام است؟

نگهداری از هر نوع ماشین یا تجهیزات ماشینی با چالش همراه است. توربین بادی نیز از این امر مستثنی نیست. از جمله بزرگ‌ترین این چالش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 

  • موقعیت
  • طراحی توربین‌ها
  • مشکلات پرسونل
  • کمبود اطلاعات
  • نگهداری خارج از برنامه
اجزای توربین های بادی

موقعیت توربین های بادی

همانطور که از اسمش پیداست، توربین بادی برای تولید برق به باد زیاد احتیاج دارد بنابراین از نظر جغرافیایی باید در یک موقعیت استراتژیک قرار بگیرد تا موثر عمل کند. در اغلب موارد، رسیدن به این مهم به منزله ساخت مزارع بادی در مکان‌های دورافتاده و در فاصله دور از شهر و فضای مدنی است. در نتیجه، فرستادن تکنیسین برای تعمیر توربین بادی ما را با چالش‌های راهبردی روبه‌رو می‌کند که باید در برنامه و هزینه نگهداری مورد ملاحظه قرار بگیرد.  

طراحی توربین‌ها

ویژگی دیگر توربین بادی این است که برای رسیدن به جریان باد قوی باید بلند ساخته شود تا نیروی مد نظر را تولید کند. یعنی ارتفاع اکثر توربین‌های بادی تقریبا ۳۰۰ فوت است که همین مسئله تکنیسین را برای رسیدن به قسمت مورد نیاز و تعمیر آن با مشکل روبه‌رو می‌کند. در اغلب موارد، مدیران نگهداری برای فرستادن تکنیسین به منظور تعمیر توربین بادی از جرثقیل و تجهیزات ایمنی پیشرفته استفاده می‌کنند تا امنیت تکنیسین حین انجام وظیفه حفظ شود.

کمبود اطلاعات درباره توربین ها

توربین بادی در مقایسه با مدل‌های سنتی تولید انرژی مانند نفت و گاز طبیعی نسبتا جدید تلقی می‌شود و سابقه آن آنقدر طولانی نیست که مثل سایر مدل‌های قدیمی‌تر انرژی درمورد نگهداری و عملکرد آن اطلاعات کافی در اختیار داشته باشیم. در نتیجه، مسئولان نگهداری باید در فرایند اجرای وظایف خود با روش‌های نگهداری آن آشنا شوند و منطبق با آن عمل کنند. پس ثبت جزییات وظایف برای یادگیری روش‌های بهبود عملکرد و کاهش هزینه و ترتیب امور ضروری است.

نگهداری خارج از برنامه

صرف نظر از این که در چه صنعتی باشید، بالاخره تحت تاثیر از کار افتادگی ماشین قرار می‌گیرید و غیر منتظره بودن از کارافتادگی زیان‌بار است. بسیاری از گروه‌های نگهداری هنوز با این ذهنیت پیش می‌روند که “تا دستگاه خراب نشده آن را تعمیر نکنید” و این تفکر به ویژه برای توربین‌های بادی هزینه زیادی به دنبال دارد. میانگین زمان از کارافتادگی در صورت خرابی گیربکس بین ۱۰ تا ۱۴ روز است که یعنی نه تنها باید هزینه تعمیر یا تعویض گیربکس (شامل اضافه کاری، حمل فوری اجزا و تجهیزات)  را پرداخت کنید، بلکه سود ناشی از فروش برق تولیدشده توسط توربین خراب را از دست خواهید داد. به حداقل رساندن هزینه نگهداری خارج از برنامه به کاهش هزینه و افزایش عمر توربین‌ها کمک می‌کند.

برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات توربین های بادی و گازی در نرم افزار cmms آلکا نسخه تجهیزات به راحتی امکان‌پذیر است.

استاندارد نگهداری از توربین بادی

توربین بادی به چه مراقبت‌هایی احتیاج دارد؟

نگهداری از توربین بادی، مثل سایر تجهیزات ماشینی پیچیده، شامل در نظر گرفتن چند متغیر است. وظایف نگهداری منوط به زمان و کاربرد است و به طیف مختلفی از پرسنل نیاز دارد. توربین هر کارخانه با دیگری متفاوت است اما اکثر آن‌ها از یک اصول اولیه پیروی می‌کنند. فهرست برنامه نگهداری استاندارد شامل چند دسته وظایف مراقبتی است.

  • نمای بیرونی ژنراتور
  • سیستم‌های برقی و کابینت‌ها
  • فریم ژنراتور
  • روتور
  • تکیه‌گاه
  • تهویه خشک
  • محرک

تکنیسن باید قطعات داخلی قسمت‌های حیاتی توربین مانند گیربکس و شفت کاپلر را بررسی کند. او می‌تواند به کمک بروسکوپ، بدون جداسازی قطعات به داخل گیربکس نگاه بیندازد. بازرسی بلافاصله بعد از نصب و سپس هر ۶-۷ ماه یا معادل ۴۰۰۰ ساعت مصرف انجام شود. بعد از گذشت ۵ سال یا ۴۰ هزار ساعت، توربین باید مورد بازرسی کامل و دقیق قرار بگیرد. 

جداسازی قطعات و تعمیر

بهتر است هر سال مونتاژ ژنراتور را به صورت دستی از هم باز و بررسی کنید. بدین ترتیب درمی‌یابید که قسمت‌های حیاتی توربین در چه شرایطی دارند و کی باید به فکر تعمیر آن باشید. 

تست عملکرد

به ارزیابی فیزیکی ژنراتور با استفاده از عملیات ساده دستی برای بررسی عملکرد مناسب تجهیزات یا با استفاده از تجهیزات پیشرفته مثل تجهیزات تصویربرداری حرارتی، تست عملکرد می‌گویند.   

روغن‌کاری

طراحی توربین‌های بادی به نحوی است که تعداد زیادی قطعه محرک دارد. روغن‌کاری این قطعات یکی از مهم‌ترین و به صرفه‌ترین روش‌های حفظ عملکرد آن‌هاست. گیربکس مهم‌ترین قطعه‌ای است که باید به خوبی روغن‌کاری شود. خرابی گیربکس، برخلاف سایر قطعات، تا ۱۴ روز توربین را از کار می‌اندازد.  

گیربکس تنها مولفه مهم نیست که به روغن‌کاری منظم احتیاج دارد. تکیه‌گاه ژنراتور، تکیه‌گاه تیغه و سایر قسمت‌های تیغه هم باید روغن‌کاری شود. تیغه توربین طوری طراحی شده که به زاویه مناسب حرکت کند یا “بچرخد” تا با بالاترین سرعت باد همخوانی داشته باشد و قطعاتی که این چرخش را کنترل می‌کنند هم باید نرم و روان باقی بمانند.  

فشار و تجهیزات هر یک از اجزا به این معنی است که برای رسیدن به نتیجه مطلوب باید از طیف گسترده‌ای از روغن، گریس و سایر لوبریکانت‌ها استفاده کنید. قبلا از مشکلات فرستادن تکنیسین به محل تعمیر صحبت کردیم. پس باید قبل از رسیدن به توربین تمام اقلام مناسب را در اختیار داشته باشد. بهترین راه مدیریت سرمایه از طریق نرم‌افزار CMMS است. 

سایر موارد مربوط به تعمیر و تعویض

توربین بادی، مثل سایر تجهیزات ماشینی پیچیده، شامل اجزای رایج است که به تعمیر و تعویض منظم احتیاج دارد. حواستان به پیچ‌هایی باشد که باید سفت شود. فیلترها و تکیه‌گاه‌ها را طبق برنامه عوض کنید و سایر وظایف مربوط به نگهداری را انجام دهید که در بین تجهیزات ماشینی شایع است.  

چهارچوب زمانی برای انجام این وظایف از منحنی وانی مختص اعتبار دارایی پیروی می‌کند که به ما نشان می‌دهد در اکثر موارد خرابی تجهیزات در مدت کوتاهی پس از نصب دارایی اتفاق می‌افتد که اصطلاحا دوره “مرگ و میر نوزاد” نامیده می‌شود. اگر دارایی این دوره را پشت سر بگذارد، بسامد نگهداری مورد نیاز به طرز قابل توجهی کاهش می‌یابد تا زمانی که مال به پایان عمر مفید خود نزدیک شود.

هزینه نگهداری از توربین‌های بادی چقدر است؟ 

اخیرا رویترز بر اساس داده‌های یک موسسه تحقیقاتی به نام آی‌اچ‌اس مارکیت گزارشی ارائه داد که نشان می‌دهد متوسط هزینه استفاده و نگهداری از یک توربین بادی معادل $48,000/MW است. در این گزارش بیان شد که میانگین هزینه اولین مگاوات طی ۱۰ سال نخست  $42,000 – $48,000 است اما در اغلب موارد شدت هزینه به سن، موقعیت و راهکار عملیاتی و نگهداری از توربین بستگی دارد.     

براساس پیشبینی یکی از نویسندگان این گزارش، هزینه استفاده و نگهداری طی چند سال آینده به طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد. بنابراین، پیدا کردن روش‌های مدیریت هزینه و بهبود عملکرد برای صاحبان توربین و اپراتور ضروری است. منظره کشاورزی که در اثر استفاده از تکنولوژی برای تولید تجاری برق در ایلینویز شمالی دستخوش تغییر شده است/ توربین بادی که اخیرا بر فراز زمین زراعتی در زمستان ساخته شده است.

روش‌های کنترل هزینه‌های نگهداری از توربین‌های بادی

میانگین سن اکثر توربین‌های بادی تقریبا ۷ سال است. پس با افزایش سن توربین‌ها، باید از سود ناشی از سرمایه‌گذاری خود مطمئن شوید. پایین نگه داشتن هزینه برای رسیدن به بیشترین بازگشت سرمایه و نگهداری پیشگیرانه بهترین روش برای افزایش عمر توربین‌ها تا جای ممکن است. نگهداری پیشگیرانه به منظور پیشبینی خرابی دارایی و انجام تعمیرات قبل از تبدیل مشکلات کوچک به چالش‌های پیچیده طراحی شده است. تعویض روغن موتور ماشین یک نمونه نگهداری پیشگیرانه است. با تعویض روغن نمی‌توان تا زمان خرابی موتور منتظر ماند اما اگر هر چند هزار مایل کمی پول بابت تعویض روغن خرج کنید، در بلندمدت هزینه زیادی را پس‌انداز می‌کنید. به علاوه، عمر مفید ماشین بالا می‌رود. 

رسیدگی به امور جزئی درمورد توربین‌های بادی، مثل بازرسی بصری، تعویض روغن و روغن‌کاری تکیه گا‌ه‌ها، از جمله وظایف ارزان است که انجام منظم آن به تداوم عملکرد توربین‌ها کمک می‌کند. بهترین روش برای ایجاد، پیاده‌سازی و اجرای برنامه نگهداری پیشگیرانه از طریق نرم‌افزار انجام می‌شود. اطلاعات مال را در برنامه وارد کنید، برای هر یک از اموال خود یک برنامه نگهداری منظم تنظیم کنید و دستور کار لازم برای اجرای خودکار این موارد را مشخص کنید.

هزینه نگهداری توربین بادی

از آنجا که پیشنهاد می‌شود بسیاری از وظایف نگهداری در فاصله زمانی منظم انجام شود، بهتر است وظایفی نظیر بازرسی و روغن‌کاری را طوری تنظیم کنید که هر ۶ یا ۱۲ ماه اجرا شود. با فرا رسیدن زمان مقرر، نرم‌افزار نگهداری تعمیرات به صورت خودکار دستور کار را ارائه می‌دهد تا تیم فنی از زمان نگهداری و رسیدگی مطلع شود. بهتر است برای مدیریت اموال پیچیده مثل توربین‌های بادی از نرم‌افزاری استفاده کنید که جزو مدیریت نگهداری و تعمیرات تجهیزات است. نرم‌افزار CMMS آلکا به شما کمک می‌کند تا روی دارایی و عملیات نگهداری اشراف کامل داشته باشید و در واقع مرکز کنترل شما برای اطمینان از عملکرد تمام جوانب عملیات است.

داشبورد دسکتاپ نرم افزار cmms

همانطور که قبلا دیدیم، دور بودن موقعیت یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های نگهداری از توربین‌های بادی است. تیم فنی باید روی موبایل و تبلت نرم‌افزار CMMS در هر لحظه و مکان به تمام اطلاعات مورد نیاز دسترسی داشته باشد. در نتیجه، تکنیسین هر جا که باشد به موارد مورد نیاز متصل خواهد بود. برای اموال خود کد  QR منحصر به فرد ایجاد کنید تا تیم فنی به کمک گوشی یا تبلت هوشمند آن را اسکن کند و فورا به تمام اطلاعات مرتبط با دارایی، شامل دستورات کاری، بهترین دستورالعمل‌های توصیه‌شده، اطلاعات مال و غیره، دسترسی پیدا کند.   

هر یک از قطعات محرک توربین بادی نیازمند انواع مختلف روغن‌کاری است. پس با استفاده از مزایای نرم‌افزار EAM اطمینان حاصل کنید که تیم فنی در جای مناسب قطعات مناسب را در اختیار دارد. امکانات این نرم‌افزار در ایجاد و اجرای برنامه نگهداری پیشگیرانه به شما کمک می‌کند که تبعا کنترل هزینه و افزایش عمر مفید توربین‌ها را به دنبال خواهد داشت.

درحالت کلی

توربین بادی از جمله اموال پیچیده است که نگهداری آن ما را با چالش‌های منحصر به فرد روبه‌رو می‌کند. موقعیت دور، ارتفاع زیاد، فناوری نسبتا تازه و سایر چالش‌ها می‌تواند هزینه نگهداری را فراتر از حد پایدار بالا ببرد. نگهداری مناسب از توربین‌های بادی شامل موارد زیر است:   

  • بازرسی بصری منظم
  • جداسازی قطعات و تعمیر
  • تست عملکرد
  • روغن‌کاری منظم
  • سایر موارد مربوط به تعمیر و تعویض

موثرترین روش برای نگهداری از توربین‌های بادی از رهگذر اجرای یک برنامه نگهداری پیشگیرانه محقق می‌شود که به شما کمک می‌کند بدانید چه زمانی موعد نگهداری فرا می‌رسد و در صور نیاز، دستور کار را به صورت خودکار ایجاد و تبیین می‌کند. استفاده از نرم‌افزار باعث می‌شود روی توربین‌های بادی کنترل بیشتری داشته باشید تا هزینه‌ها را کاهش دهید و بازگشت سرمایه را بهبود ببخشید. 

بهترین روش برای اجرای برنامه نگهداری و تعمیرات توربین های بادی و گازی، استفاده از نرم افزار تعمیر و نگهداری است.

اجزای ضروری سیستم توربین گازی

تیم فنی حین انجام وظایف نگهداری تک تک قسمت‌های سیستم توربین گازی را بررسی می‌کند اما بعضی از اجزای مهم نیازمند توجه و دقت بیشتری است. این موارد عبارت است از:

  • توربین
  • کمپرسور
  • هواکش
  • دودکش اگزوز
  • گیربکس
  • محفظه احتراق
  • ژنراتور برقی
  • شرایط داخل توربین گازی
نگهداری توربین گازی

شاید اصل عملکرد توربین گازی ساده باشد اما تجهیزات آن شامل اجزای بسیار پیشرفته است. به علاوه، این اجزا از تحمل بالایی برخوردارند. اجزای داخلی توربین ما را با چالش‌های بزرگ‌تر روبه‌رو می‌کند. اجزای توربین گازی تحت دمای بسیار بالا کار می‌کند. توربین‌های امروزی با دمای 1300 °C و بیشتر سازگار است. کافی است به این معادله گاز خورنده و سطح فشار بالا را هم اضافه کنید. نگهداری از توربین گازی منوط به مبارزه با چالش‌های ناشی از این محیط دشوار است. 

فیلتر کردن هوای ورودی، از روش‌های مهم نگهداری

تا به حال متوجه فیلتر در هواکش سیستم توربین گازی شده‌اید؟ فیلتر هواکش، به دلیل خطر ناشی از ذرات و سایر اشیای خارجی، از جمله اقدامات مهم در نگهداری پیشگیرانه است. در غیر این صورت، رسوب ذرات به کاهش عملکرد توربین می‌انجامد. ممکن است یک ذره کوچک، ولو به صورت تصادفی، وارد مجرای هواکش شود. شاید برای شما سوال باشد که این ذرات چیست. اگر کارخانه کنار ساحل باشد، اکثر ذرات شامل سدیم کلرید است. نمک از جمله مواد خورنده است که به تیغه توربین آسیب می‌زند. به علاوه گرد و غبار را جذب می‌کند که عملکرد توربین را پایین می‌آورد. 

بازرسی منظم توربین گازی

تیم فنی در این بازرسی اطلاعات مربوط به عملکرد را جمع‌آوری می‌کند. از جمله متغیرها می‌توان به حرارت، فشار و ارتعاش اشاره کرد. در اینجا اطلاعات پایه برگرفته از سازنده اصلی به کار می‌آید. تیم فنی اطلاعات اولیه را با اطلاعات به دست‌آمده مقایسه می‌کند. هر گونه مغایرت را مورد توجه و در جلسه بعد مورد بررسی قرار می‌دهد. این موارد مورد ارزیابی واقع می‌شود و بسته به شدت، برای تعمیر در اولویت قرار می‌گیرد. اهمیت این کار در به حد اکثر رساندن قابلیت دسترسی به توربین است. به علاوه، بهترین فرصت برای اضافه کردن هر گونه به روز رسانی به منظور بهبود عملکرد هم تلقی می‌شود.

بررسی مجدد قسمت‌های داغ توربین گازی

لازم است حین بازرسی به قسمت‌هایی از توربین که در معرض حرارت بالا قرار دارند توجه ویژه شود. هدف از بررسی دقیق این است که اگر حرارت این اجزا بیش از حد بالا رود، مشکل جدی رخ می‌دهد. تکنیسین مجرب با استفاده از بورسکوپ می‌تواند مشکلات رایج دمای بیش از اندازه را تشخیص دهد. اما ما در آرانر از روش‌های جدید، مثل گرمانگاری استفاده می‌کنیم تا این بازرسی دقیق‌تر انجام شود. از جمله ابزار محبوب برای انجام این آزمایشات می‌توان به دوربین مادون قرمز و دوربین تصویربرداری اشاره کرد. اما پس از تشخیص مشکل چه باید کرد؟

تعمیر توربین گاز

تعمیر توربین گازی درست به اندازه بررسی مشکل دشوار است. این مسئله به ویژه برای بخش سنتی دردسرساز است زیرا اکثر اجزای مدرن از تکنولوژی پیشرفته استفاده می‌کنند. اگر مواد، روش‌های بازرسی و تعمیر مدرن نباشد، کار زیادی پیش نمی‌رود. برای مثال درپوش گنبدی، شلنگ سوخت و سایر قطعات احتراق را در نظر بگیرید. تعمیر قطعات باید از طریق روش‌های بازرسی پیشرفته در پی گرفته شود. قبل از جوشکاری باید بررسی لازم انجام و از عدم انفجار اطمینان حاصل شود. با توجه به حرارت بالای توربین، نیاز به روش‌های پیشرفته نگهداری و تعمیر بسیار مهم است. از جمله روش‌های نوسازی به منظور حل فشارهای وارد بر ماشین و بالا رفتن حرارت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:      

  • برداشتن روکش قدیمی و استفاده از روکش جدید 
  • جوشکاری برای بازسازی هندسه
  • قرار دادن مواد در معرض حرارت جهت بهبود و تازه‌سازی شرایط آن  
  • تغییر در طراحی و مواد (فرایند پیشرفته)

مزایای مراقبت از توربین گازی

هدف از نگهداری درست توربین گازی افزایش سودمندی کارخانه در بلندمدت است. پیروی از شیوه‌های مرسوم نگهداری و تعمیر مزایای زیر را به دنبال دارد: 

  • افزایش بازدهی سیستم
  • افزایش چرخه عمر توربین
  • کاهش هزینه نگهداری
  • افزایش قابلیت دسترسی به توربین گازی
  • افزایش اعتبار تجهیزات

نتیجه

این که سازندگان توربین‌های گازی تا این حد مسئله تولید و بهبود محصولات خود را جدی می‌گیرند، بی‌دلیل نیست. سودمندی و رقابت در صنعت به این معنی است که تمام موسسات باید به موثرترین شکل ممکن عمل کنند. آرانر در زمینه تلاش برای افزایش سودمندی توربین گازی نقش کلیدی دارد. فناوری TIAC این شرکت در سراسر جهان به عنوان راهی برای افزایش قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد. پیشنهاد می‌کنیم بار دیگر که به منظور نگهداری از توربین گازی همه چیز را تعطیل کردید، به فکر دعوت از متخصصان ما برای ارزیابی امکان استفاده از این روش باشید. 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگو شرکت کنید؟
نظری بدهید!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *