風力發電內部人才知道的測量細節!
?風能是繼水電和光電之后的第三大新能源。它是一種清潔的可再生能源,本質上是利用太陽能,由于太陽輻射造成地球表面各部分受熱不均勻,引起大氣層中壓力分布不平衡,在水平氣壓梯度的作用下,空氣沿水平方向運動形成風。風力發電的主要設備是“大風車”,但它的測量并不簡單。今天我們將跟隨VEGA技術專家的腳步,一起來了解一下風力發電行業的測量細節。
風力發電的技術原理并不復雜。它通過推動扇葉的轉動將風的動能轉化為電能。風力發電主要分為陸上風電和海上風電。從分布上來看,陸上風電主要集中在西北地區,而海上風電則主要分布在東南沿海地區。目前我國主要依靠陸上風電進行發電,海上風電的規模相對較小,但增長速度很快。
所謂“大風車”實際上指的是風力發電機(簡稱風機),風機的結構龐大,包括葉輪、機艙、塔筒和基礎等部分。風機主要有三種運行模式,即直驅永磁電機、半直驅永磁電機和傳統機械式高速齒輪箱傳動。
據VEGA行業研究員介紹,目前對陸上風電的測量需求主要集中在半直驅永磁電機和傳統機械式高速齒輪箱傳動中;而對海上風電的測量需求則主要集中在塔筒內、外部。那么針對具體的需求,我們需要關注哪些測量細節呢?
▲風能發電技術原理圖
有限空間、帶運行監測
重點關注之風機艙齒輪箱油箱
風能的轉化發電通過風機艙齒輪箱實現。所有部件是否得到了充分的潤滑,對風機的壽命和利用率有非常大的影響。因此,風機艙齒輪箱的油位必須進行永久監測。
▲風機中的齒輪箱油箱
目前大部分儀表的測量效果不佳。主要困難在于風機的體積龐大,內部結構非常復雜,安裝空間有限;更困難的是當風機中的齒輪開始轉動后,很難停下來進行調試和監測。那么,在齒輪處于運行狀態、安裝空間有限的情況下,如何能夠精確地實現齒輪箱油箱液位監測呢?
VEGA行業研究員提供了出色的解決方案—用VEGASWING 51液體音叉開關解決測量難題。此開關可以避免齒輪箱油箱空載,測量精度高,監控精度可達1mm。此外,它體積小(比礦泉水瓶還小一些),無需帶料校準,可快速調試,安裝簡便,免維護,非常適合安裝在風機齒輪箱內。
有強風、有海浪、有腐蝕
重點關注之海上風機的渦輪塔筒內部
渦輪塔筒是風機組的主要承載部件,起到支撐風機的作用。由于風機組的結構和位置,海水不可避免地會進入渦輪塔筒內部。因此,海上風機的渦輪塔筒除了要承受持續的海浪和強風沖擊外,還必須抵御鹽水腐蝕。當塔筒內的海水積累到一定程度時,很容易損壞塔筒,從而影響風機的整體使用壽命。因此,監測塔筒內水位非常重要。
▲海上風機渦輪塔筒內部
那么,哪種測量儀表能夠抵御強風、海浪的沖擊,并且具備良好的防腐性能呢?
VEGAFLEX 81波導雷達液位計適用于各類液體物位測量。它無需帶料調試,安裝簡便,是一款用戶友好型儀表。即使在強風、海浪、粉塵、煙霧、噪音、蒸汽等惡劣環境下,測量精度也不會受到影響。由于風機所處環境的特殊性,常年遭受海水腐蝕和風吹日曬,因此需要使用耐腐蝕材料,以延長其使用壽命。此外,為了方便查看難以到達的儀表位置的測量數據,還可以加裝顯示儀表VEGADIS 81。
沖刷大,波動大
重點關注之海上風機的渦輪塔筒外部
潮汐和波高會對塔筒施加機械式的負載力,因此實時監測潮汐和波高以延長塔筒壽命是必要的。
▲海上風機渦輪塔筒外部
那么,哪種儀表可以抵御沖刷和波動的影響,可靠地測量液位呢?
VEGAPULS C 23雷達液位計采用非接觸式測量方式,避免了海水沖刷問題,非常適用于在保護方式要求高的簡單應用中測量物位,如水處理、 泵站、雨水溢流池、明渠流量的測量和水位監控。因為它搭載最新芯片,響應和數據處理速度更快,即使液面有較大波動,也能快速輸出和記錄數據,確保高可靠性使用。此外,它也具有尺寸小、重量輕、安裝簡便等特點,僅需一個人,即可快速完成儀表安裝。