為風機葉片裝上一雙“智慧千里眼”——魏德米勒BLADEcontrol?葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應用

引言：

風吹日曬雨淋的，日子久了，風機葉片上總會出現(xiàn)損傷、裂縫，如果不及時發(fā)現(xiàn)，后果不堪設想。風機那么遠、那么高，用眼睛也看不到啊?那么，能不能給這些風機葉片裝上一雙“千里眼”呢?而魏德米勒BLADEcontrol?葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)就是這么一雙“千里眼”。

葉片在風機運行的過程中屬于情況最復雜的部件，其經常面對著極端外部狀況和動態(tài)載荷，陣風、風暴、沙塵、冰凍和閃電都能對葉片造成損害。目前，這種損害通常只能在日常檢查中發(fā)現(xiàn)，葉片狀態(tài)監(jiān)測基本靠目測，時間間隔長，花費更大，而對于海上風機，目測和日常監(jiān)測變得更加困難和難以實現(xiàn)。

為此，魏德米勒推出了BLADEcontrol?葉片狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其高敏度傳感器可以實時感知葉片的損壞與覆冰狀況，并向風機主控制器傳輸信號，在恰當?shù)臅r間采取及時的措施。

該系統(tǒng)已經在中國南方沿海某風電場的2.0MW的風機上得到應用，以檢測該型號風機的葉片的運行狀況。在安裝完成試運行的階段，及時的發(fā)現(xiàn)了葉片可能存在的問題，收到了客戶良好的反饋。

預測性維護把風險降至最低

在惡劣運行的情況下，葉片可能會出現(xiàn)損傷，在無法看到的葉片內部，這種損傷更加難以檢測，最終會造成整個葉片的損壞。這種代價昂貴卻難以避免，為防止所有間接損壞，需要停機安裝數(shù)周，期間不會產生任何電力。而損害越早發(fā)現(xiàn)，葉片越容易修復，這也就是預見性維護的意義。

魏德米勒BLADEcontrol?不斷記錄每個葉片的狀況，并檢測到諸如葉片中松動的部件與葉片表層的撕裂或分層等微小的變化。其中葉片支撐結構的損傷會導致非常嚴重的結果，如果沒有及時檢測到這種損壞，不僅會增加維修成本，甚至也會增加塔架接觸或葉片斷裂的風險。

對于所有檢測到的損傷，魏德米勒BLADEcontrol?系統(tǒng)將立刻將相關數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心，專家將在監(jiān)測中心內評估相關數(shù)據(jù)，然后將為操作人員提供具體行動建議清單。通過完美監(jiān)測葉片自身的損壞，空氣動力不平衡，葉片的松動部件，輪轂或是漿距的失調等各項，確保了風電裝置可靠地運行和高電能的輸出。

監(jiān)測覆冰實現(xiàn)自動停機

隨著冬季氣溫不斷下降，機艙上的覆冰傳感器會釋放覆冰預警信號，許多風力發(fā)電裝置因此自動停機。與機艙相比，各種覆冰條件更易在轉子葉片上產生作用，葉片不同部位分布有高精度傳感器。對于覆冰的狀況，魏德米勒BLADEcontrol?系統(tǒng)會將警告或停機信號立刻發(fā)送到風機主控系統(tǒng)，并可將其設置為自動停機信號。

魏德米勒BLADEcontrol?通過高精度傳感器記錄葉片的各種振動狀況，同時還記錄了整個葉片的結構噪聲，使用各種計算方法以過濾數(shù)據(jù)中所有的不規(guī)則或偏差值。在覆冰的情況下，由于葉片的重量發(fā)生變化，葉片的振動頻率將降低，魏德米勒BLADEcontrol?可以根據(jù)冰分布情況測量冰層的厚度和重量。

有效縮減維修與重置成本

在每個轉動葉片內部的加速度傳感器在單個模塊內進行精確、高敏、多維度與緊湊地測量。魏德米勒BLADEcontrol?將數(shù)據(jù)收集到輪轂中，再將它傳遞到機艙。安裝在塔座底部的評估單元持續(xù)地分析與記錄數(shù)據(jù)。它監(jiān)測出損壞情況，并根據(jù)嚴重程度對其進行分類，再將信息傳遞。

魏德米勒BLADEcontrol?將一切重要的狀況直接傳送給風機控制器，以此確保風機在恰當?shù)臅r刻關閉。所有監(jiān)測出的損壞狀況信息被同時傳遞到魏德米勒監(jiān)控中心，由專家對數(shù)據(jù)進行評估并為使用者提供具體操作建議。使用者能在任何時刻在線獲得風機的運行狀況，直觀的紅綠燈形式反映出轉子葉片的狀態(tài)：綠燈代表正常工作，黃燈代表輕微損壞，紅燈代表嚴重損壞。額外的失效，例如葉片錯位或是動態(tài)不平衡，這些都由魏德米勒監(jiān)控中心判定并在線公布，以便對必要的維修工作進行最優(yōu)規(guī)劃并同時幫助避免高額的后續(xù)成本。

BLADEcontrol?狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)特點總結

·持續(xù)不斷的葉片狀態(tài)監(jiān)測

·精準的覆冰監(jiān)測

·覆冰風險過后，無需人員部署的情況下自動重啟風機

·經DNV GL 船級社認證的風機葉片監(jiān)測系統(tǒng)

·BLADEcontrol?系統(tǒng)安裝便捷，可用于新建風機和現(xiàn)有風機的智能化升級

·超過9000機器年的監(jiān)控經驗(截止2019年6月)

·系統(tǒng)總共銷售約3000套，在線風機超過2600套。(截止2019年6月)

·附加關鍵特征狀況監(jiān)測

·覆冰檢測

·評估靜態(tài)、動態(tài)載荷

·快速檢測由雷擊造成的損害

一天24小時，一年365天，BLADEcontrol?就像一個永不休息的守護人通過“千里眼”時時刻刻記錄每個轉動葉片的情況，它甚至能比人工目測能更早察覺出裝置損壞后的微小變化，減少了高昂的維修風險，同時增加了整個裝置的經濟效益。因此，如果你的風機還沒有裝上BLADEcontrol?這個“千里眼”，就快來找魏德米勒吧!