风力发电机组造价昂贵,且使用环境恶劣,工况复杂,在运行过程中,长期受振动、扭转、剪切等各种载荷的综合作用,各部件及部件间的连接紧固件会出现不同程度的损伤。各部位螺栓尤其是叶根螺栓时常发生螺栓紧固降低甚至螺栓断裂等故障。若故障发现不及时,会引发风电机组发生设备事故,造成巨大的经济损失,严重的会连带发生人身伤害事故。据统计,每年都会出现因螺栓松动、断裂等原因引发的倒塔、叶片脱落等严重设备事故。

风力发电机作业现场通常在近海和偏僻的山区,现场维护困难,费时费力,甚至需要停机维护,导致维护代价不菲。

嘉兴博感科技有限公司自2017年便开始风电机组智能螺栓及螺栓松动的探索工作,力争寻求一种经济实用的风电机组螺栓监测解决方案。多年来,我们通过大量的实验研发的螺栓松动监测系统能够及时获得螺栓的断裂、预紧力、松动状态和螺栓松动趋势,并发出预警和报警信息,预测需要维护的时间,无需维护人员现场检查。能够大大降低维护费用和成本,同时及时发现螺栓松动问题并得到维护,能延长发电机系统的寿命,减少停机时间,降低安全事故。降低了风机的维护工作量和维修成本,极大地提高了风机运行的可靠性和安全性。

Wind Power(图1)

技术方案介绍

针对螺栓松动的监测,我公司提供螺栓旋出角度和螺栓伸长量两种解决方案。


技术原理

旋出角度监测:

利用安装在螺栓上的非侵入式传感器,实时或间隔性地获取传感信号,结合先进的信号处理技术与智能分析算法,测量螺栓的松动旋出角度(已申请专利)。从而快速、准确地判定螺栓的松动状态和螺栓松动趋势,预测需要维护的时间。

螺栓松动传感器角度误差±0.5°

旋出角度检测是在螺栓紧固状态开始检测螺栓松动后旋出的角度。

Wind Turbine Bolt Monitoring(图2)

螺栓预紧力监测:

通过测量螺栓的伸长量,监测螺栓的断裂、预紧力和松动状态,从而快速、准确地判定螺栓的状态。

利用安装在螺栓上的非侵入式超声波传感器,结合先进的信号处理技术和温度补偿算法,精确测量螺栓的长度,根据初始长度计算出螺栓的伸长量。 

螺栓预紧力传感器的测量精度,达到螺栓额定预紧力的2%。

Wind Turbine Bolt Monitoring(图1)


软件功能

基于Linux操作系统平台,采用SQL数据库,支持B/S数据访问模式。系统通过风场光纤环网与位于风机的网关进行通讯,获取机组监测部件螺栓监测状态数据,并进行各螺栓的综合管理,监测部位螺栓ID分配管理,初始值校准,螺栓数据图形绘制,状态报警等功能。博感智能螺栓监测系统平台软件,通过螺栓状态图、法兰螺栓分布图可对监测点螺栓状态进行全面的状态预警评估,并得出法兰载荷分布情况。系统监测软件平台具有如下丰富功能。


核心优势

非侵入式:不破坏螺栓原有结构与强度

精准测量测量旋出角度,误差在±0.5°以内;测量螺栓预紧力,误差在额定预紧力2%以内

便捷安装无连接,体积小、重量轻,传感器通过焊接/粘接的卡扣的方式固定

无线传输2.4GHz 无线传感网络,支持远程唤醒

超低功耗功耗μW级;内置电池,可支持10年以上正常使用

坚固耐用防水、防尘、防震、耐腐蚀,适用于恶劣的工业环境

远程监控随时随地获取信息,自动报警,免维护

支持蓝牙Bluetooth5.0,可以手机直连,进行点检


应用案例: