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    行業新聞

    如何提高無動力通風器使用壽命的可預測性?

    來源:http://www.gandrudnissanparts.com 作者:無動力通風器 時間:2014-3-20 11:18:42 查看:

      你知道嗎?無動力通風器的壽命一般可以達到20年。但大部分風機的質保范圍只是風機整個運行壽命最初的兩到五年。隨著風機系統的老化,未必所有的風電場業主都做好了對風機進行維護的準備。其中部分情況是缺乏維護工作所需的技術人員。況且即使配備了滿足風電場日常維修要求的技術人員,計劃外的維護還是會明顯影響到風電場的收入。

      風電場業主、工程師、技術人員和風機制造商可以通過這樣一種方法來降低計劃外維護的風險,即考慮采用那些維護要求低的、甚至能提前告知何時會失效的部件。聽上去有些不切實際,但事實并非如此。

      體形雖小,作用不小

      纖維刷滑環就是這樣一種產品。盡管在總成本和風機設計中只是微不足道的一小部分,但滑環對運行起著關鍵作用;h安裝在風機機艙罩中,通常用于提供變槳功率和控制所需的電氣信號和能量;h通過一個旋轉的接口輸送電功率和信號。

      滑環的工作原理:滑動觸點通過滑環總成里的旋轉接口傳輸電氣信號和能量。電刷(或接觸電刷)在旋轉的滑環上滑動,并在其旋轉過程中保持不間斷接觸。這就是說,為確保正確無誤的電氣信號傳輸,靜止的的電刷和旋轉的滑環之間需要有“金屬間的接觸”。

      纖維刷滑環能夠為風機業主提供至少1億轉次的工作壽命而無需維護,這意味著在風機20年的工作壽命中技術人員可能僅需拆換滑環一次。但并不是所有的滑環都能達到這個要求。實際上,要了解滑環總成的設計和結構才能評估它們的維護需求。

      市場分類

      市場上約有百分之十的風機滑環是纖維刷滑環,這種滑環只需要很少量的維護。大部分(約60%)滑環是由復合金屬電刷制成,一般是金屬和石墨燒結而成的導電塊。即使這種復合金屬刷滑環如其制造商所聲稱的具備高達7500萬轉次的工作壽命,它們也需要頻繁的維護。剩余30%的風機滑環采用單線貴金屬電刷(通常由黃金制成)。復合金屬電刷滑環和單線電刷滑環所需的維護量都遠遠大于纖維刷滑環。

      原因在于:復合電刷的設計即是優先磨損電刷以避免滑環磨損,且需要足夠長的電刷才能最大限度地延長電刷更換周期。在大功率及/或高可靠性滑環應用中,這種材料面臨三方面的挑戰:

      1)運行中產生的磨屑有導電性、研磨性、呈粉末狀,需定期清理;

      2)這種電刷材料對濕度十分敏感,若相對濕度低于15%或高于85%,會造成其磨損不均;

      3)當用于信號級電路時,這些復合電刷會占據大量空間。

      單刷金屬電刷滑環相比復合電刷設計的優勢,首先在于磨屑較少,另外則是用于信號電路時容量更高。但單線金屬電刷系統也存在缺點:

      1)單刷相對較小的尺寸導致載流能力有限;

      2)比如:大部分黃金與黃金間的觸點需要潤滑,而始終保持充分的潤滑十分困難。

      目前市場中開始出現動力電路采用石墨/金屬電刷、信號電路采用黃金單絲電刷的滑環設計。在滑環總成轉數要求低的應用中,這種“混合使用”能夠達到可接受的結果。但是在同一總成中混用“石墨/金屬”和“黃金接觸黃金”的電刷會使風機運行不可靠。石墨/金屬磨屑會污染金信號觸點,并產生研磨性金屬粉,尤其是存在會導致信號電路過早失效的觸點潤滑油的時候。

      纖維刷的設計是將多條金屬纖維絲捆扎成致密的多纖維“刷子”。一般情況下,這些纖維是與單線設計相當的貴金屬材料,且電刷運行所在的滑環也外鍍貴金屬。貴金屬的使用防止了觸點上產生氧化物和覆蓋層,同時確保了極小的接觸力。接觸力小降低了磨損速度,因而電刷產生的磨屑幾乎可以忽略。而且多條金屬纖維能夠提供優良的導電性和很高的電流密度,工程師可以將纖維刷用于動力和信號兩種電路。

      做出轉變

      將復合金屬電刷滑環和單刷金滑環更換為纖維刷滑環十分簡單。但是一些風機業主對于是否用纖維刷滑環代替現有的滑環技術猶豫不決,這是因為他們懷有“嘗試新技術要承擔風險”的想法。對于仔細考查過纖維刷滑環技術的人而言,他們會發現選擇一種幾乎不用維護的部件,實際上就已經消除了風險也不需要進行維護。

      比如,纖維刷觸點對于風機機艙內環境的敏感度遠低于其它滑環觸點技術。保護這些纖維刷滑環的防護外殼符合包括IP65(屬于保護設備防水防塵的標準)在內的各種標準。而且由于纖維刷觸點不需要潤滑,它們對低溫和高溫的承受能力都很強。纖維刷設計已經證明能夠適應低至–55°C和高達+80°C的溫度。而且纖維刷還能夠在0%到100%的相對濕度(RH)下運行。相比之下,復合電刷要求濕度在15%到85%之間才能可靠運行。

      許多風電行業的相關人士知道很多部件存在可靠性問題。而且現在對運行中導致部件故障的原因也有了更深刻的認識。但是滑環技術(包括纖維刷滑環在內)盡管有先進的設計和性能,依然被許多風電場業主所忽視。

      最初,大型風機制造商使用的是能在觸點產生金屬、石墨磨屑的復合電刷。為解決復合觸點產生的金屬粉末和磨屑,制造商轉而采用黃金觸點。纖維刷滑環在這些設計基礎上做出了改進。但在許多情況下,風電場業主仍然沿用老式的滑環更換,甚至需要一年一換。他們仍然從原廠購買相同的設備。而這種做法又延續了一個不必要的維護和更換周期。

     

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