Mentre la tendenza verso turbine eoliche più grandi continua ad accelerare, la capacità delle singole unità continua a battere i record; attualmente le unità onshore superano i 15 MW, mentre le unità offshore hanno raggiunto oltre 25 MW. Essendo il componente principale della trasmissione di una turbina eolica, il cuscinetto principale deve affrontare condizioni operative sempre più impegnative. Pur cercando di ottenere la massima potenza erogata, garantire il funzionamento stabile a lungo termine del cuscinetto principale sotto carichi complessi è diventato un indicatore chiave dell’affidabilità complessiva della turbina e determina direttamente l’efficienza operativa dei parchi eolici.

Un guasto ai cuscinetti principali può innescare una reazione a catena di perdite. La perdita economica diretta per una singola unità supera un milione di yuan, coprendo la sostituzione dei componenti, le riparazioni al cambio e al generatore, i costi di manodopera e di trasporto O&M, nonché la perdita di produzione di energia a causa dei tempi di inattività. Le conseguenti perdite economiche indirette, i rischi per la sicurezza delle apparecchiature e gli impatti sulla sicurezza energetica regionale superano di gran lunga le perdite dirette.

In risposta alla domanda del settore di cuscinetti principali ad altissima affidabilità, HKW ha introdotto il cuscinetto a rulli cilindrici a tre corone (3CRB). Con il suo innovativo design strutturale disaccoppiato e prestazioni eccezionali, questo prodotto sta apportando una trasformazione tecnologica rivoluzionaria al settore dell'energia eolica.

I. Tecnologia principale 3CRB: progettazione strutturale disaccoppiata

Il 3CRB presenta un design disaccoppiato comprendente “una fila di rulli radiali verticali e due file di rulli assiali orizzontali” che è al centro della sua innovazione tecnica. Le tre file di rulli hanno funzioni chiaramente definite e funzionano in modo completamente indipendente, ottenendo il disaccoppiamento completo dei carichi del momento radiale, assiale e ribaltante, eliminando così gli effetti di sovrapposizione del carico.

HKW Cuscinetto principale 3CRB

Questo design garantisce che le sollecitazioni di contatto nella pista rimangano sotto controllo durante l'intero ciclo operativo, eliminando completamente il rischio di guasti dovuti a carichi irregolari. Affronta, a livello strutturale, le sfide tradizionali affrontate dai cuscinetti principali delle turbine eoliche sotto carichi di vento complessi, come carico irregolare della pista, sollecitazioni di contatto eccessive e scheggiatura per fatica.

II. Progressi in sei dimensioni chiave: una soluzione completa alle sfide comuni

1. Sfide con carichi compositi --- Portante completamente disaccoppiato

Durante il funzionamento del ventilatore, i carichi del vento fluttuano rapidamente; questi complessi carichi combinati possono facilmente causare il disallineamento delle piste dei cuscinetti principali e sollecitazioni di contatto eccessive, che a loro volta possono portare alla scheggiatura per fatica. Disaccoppiando completamente i carichi radiali, assiali e del momento ribaltante, il 3CRB elimina qualsiasi effetto di sovrapposizione del carico, garantendo che le sollecitazioni di contatto sulle piste rimangano costantemente controllabili. Ciò riduce completamente il rischio di guasti causati da carichi irregolari, consentendo al cuscinetto di gestire senza sforzo le complesse esigenze di carico pesante delle turbine eoliche di grandi megawatt.

2. Sfide del ritiro a bassa temperatura: innovazione strutturale

Se il cuscinetto principale e l'albero principale vengono assemblati utilizzando un accoppiamento con interferenza, la contrazione del metallo dovuta alle temperature fredde in ambienti nordici estremamente freddi può facilmente portare a rischi di guasto come lo slittamento dell'anello e l'usura delle superfici di accoppiamento. Il 3CRB presenta un design senza perno, con gli anelli interno ed esterno collegati rigidamente ad altri componenti tramite bulloni ad alta resistenza. Questa innovazione strutturale non solo semplifica la catena di trasmissione ma elimina anche completamente il rischio di guasti associati agli accoppiamenti con interferenza a basse temperature. Il 3CRB mantiene prestazioni stabili in un ampio intervallo di temperature da -40°C a +90°C, garantendo il funzionamento stabile tutto l'anno dei parchi eolici nelle regioni settentrionali.

3. Problemi di installazione --- Distanze di fabbrica

A causa delle complesse condizioni di installazione nei siti dei ventilatori, gli errori di installazione e la regolazione impropria del precarico sono spesso le cause principali del guasto dei cuscinetti principali durante le prime fasi di funzionamento. Il 3CRB viene fornito con gioco preimpostato in fabbrica, consentendo l'installazione senza regolazioni in loco della coassialità o del precarico. Offre un'elevata tolleranza agli errori di installazione, eliminando efficacemente i potenziali rischi di installazione e riducendo significativamente sia la difficoltà che il tempo necessari per l'installazione in loco.

4. Sfide legate alla mancata lubrificazione ---Sistemi di lubrificazione automatica integrati

In condizioni invernali fredde, il grasso tende ad avere una viscosità eccessiva e una scarsa fluidità, che possono portare a guasti alla lubrificazione dei cuscinetti principali. Questo problema è particolarmente grave nei parchi eolici ad alta quota e nel nord. La 3CRB è dotata di un sistema di lubrificazione automatica integrato; il design del passaggio dell'olio è adattato ai requisiti di lubrificazione indipendente di tre file di rulli. Combinato con olio lubrificante sintetico per ampie temperature, garantisce un'efficace fornitura di olio su tutta l'area di contatto anche a basse temperature, garantendo il normale funzionamento delle turbine eoliche in condizioni meteorologiche estreme.

HKW Cuscinetto principale 3CRB

5.La sfida delle operazioni e della manutenzione inadeguate: monitoraggio completo dello stato

I parchi eolici sono ampiamente distribuiti e l’assenza del personale addetto alla manutenzione durante le vacanze può facilmente portare alla progressione irreversibile dei microdanni ai cuscinetti principali. Il 3CRB integra sensori completi di monitoraggio delle condizioni che consentono il monitoraggio remoto e in tempo reale di vibrazioni, temperatura e qualità del lubrificante. Fornisce avvisi tempestivi su potenziali problemi, previene il rapido deterioramento dei microdanni, consente la manutenzione predittiva e riduce i tempi di inattività non pianificati.

6. Sfide legate al cedimento delle tenute: tenute multistrato integrate

Nei parchi eolici offshore, la corrosione da nebbia salina e l’intrusione di sabbia e polvere nelle regioni settentrionali possono causare il cedimento delle guarnizioni dei cuscinetti principali, consentendo l’ingresso di acqua che porta all’emulsificazione del grasso e alla corrosione delle piste. Il 3CRB presenta un design di tenuta multi-labbro integrato ottimizzato per velocità circonferenziali elevate su grandi diametri. I modelli progettati per ambienti offshore e settentrionali a bassa temperatura sono dotati di strutture di riscaldamento, deumidificazione e fori di drenaggio, raggiungendo un grado di protezione IP66 o superiore per resistere efficacemente a condizioni ambientali difficili.

III. Autenticazione a due fattori: definire lo standard di settore per l'affidabilità

Basandosi su un secolo di esperienza nella scienza dei materiali e sul continuo perfezionamento dei processi di trattamento termico, l'eccezionale affidabilità del HKW 3CRB è stata rigorosamente testata sia in "condizioni di laboratorio estreme" che in "condizioni operative difficili nel mondo reale".

Certificazione di laboratorio autorevole: nei principali laboratori tedeschi, il 3CRB ha stabilito nuovi record di settore per parametri chiave delle prestazioni come controllo della deformazione, limiti di carico e durata a fatica, rendendolo ideale per le esigenze di servizio pesante a lungo termine delle grandi turbine eoliche con potenza nominale di 5 MW e superiore.

Comprovato sul campo con zero guasti: i dati operativi a lungo termine provenienti dai progetti eolici offshore europei confermano che anche in ambienti marini estremi caratterizzati da carichi di impatto severi e elevata corrosione da nebbia salina, 3CRB mantiene prestazioni solide come la roccia, stabilendo un record eccezionale con zero guasti ai lotti.

HKW Cuscinetto principale 3CRB

IV. Adattarsi sia agli ambienti terrestri che a quelli marini per ridefinire il valore economico

Dalla sabbia e dal vento dei parchi eolici onshore e dalle fluttuazioni estreme della temperatura alla nebbia salina e alle onde impetuose dei parchi eolici offshore, il HKW 3CRB dimostra un'eccezionale adattabilità in tutte le condizioni operative.

Massimizzare il risparmio sui costi e l’efficienza: ridurre significativamente i tempi di inattività non pianificati e i frequenti costi di manutenzione delle turbine eoliche, migliorando allo stesso tempo sostanzialmente la disponibilità della produzione di energia.

Compatibilità completa del ciclo di vita: con una durata di servizio di progettazione superiore a 20 anni, è perfettamente in linea con i requisiti di progettazione dell'intero ciclo di vita delle turbine eoliche, offrendo realmente "installa una volta, goditi la tranquillità a lungo termine".

V. Visione e prospettive: allineamento di tecnologia e vantaggi

In futuro, HKW continuerà ad espandere la propria rete globale di servizi localizzati, combinando un secolo di esperienza ingegneristica tedesca con innovazioni all'avanguardia per fornire prodotti che superano le aspettative dei nostri partner globali. Ci impegniamo ad allineare i progressi tecnologici nel campo dell’energia verde con il successo commerciale dei partecipanti al settore, lavorando insieme per costruire un ecosistema nuovo, più efficiente e più affidabile per il settore dell’energia eolica.