风机的寿命一般可以达到20年。但大部分风机的质保范围只是风机整个运行寿命最初的两到五年。随着风机系统的老化,未必所有的风电场业主都做好了对风机进行维护的准备。其中部分情况是缺乏维护工作所需的技术人员。况且即使配备了满足风电场日常维修要求的技术人员,计划外的维护还是会明显影响到风电场的收入。
风电场业主、工程师、技术人员和风机制造商可以通过这样一种方法来降低计划外维护的风险,即考虑采用那些维护要求低的、甚至能提前告知何时会失效的部件。听上去有些不切实际,但事实并非如此。 纤维刷滑环就是这样一种产品。尽管在总成本和风机设计中只是微不足道的一小部分,但滑环对运行起着关键作用。滑环安装在风机机舱罩中,通常用于提供变桨功率和控制所需的电气信号和能量。滑环通过一个旋转的接口输送电功率和信号。
工业炉市场上约有百分之十的风机滑环是纤维刷滑环,这种滑环只需要很少量的维护。大部分(约60%)滑环是由复合金属电刷制成,一般是金属和石墨烧结而成的导电块。即使这种复合金属刷滑环如其制造商所声称的具备高达7500万转次的工作寿命,它们也需要频繁的维护。剩余30%的风机滑环采用单线贵金属电刷(通常由黄金制成)。复合金属电刷滑环和单线电刷滑环所需的维护量都远远大于纤维刷滑环。
许多风电行业的相关人士知道很多部件存在可靠性问题。而且现在对运行中导致部件故障的原因也有了更深刻的认识。但是滑环技术(包括纤维刷滑环在内)尽管有先进的设计和性能,依然被许多风电场业主所忽视。
最初,大型风机制造商使用的是能在触点产生金属、石墨磨屑的复合电刷。为解决复合触点产生的金属粉末和磨屑,制造商转而采用黄金触点。纤维刷滑环在这些设计基础上做出了改进。但在许多情况下,风电场业主仍然沿用老式的滑环更换,甚至需要一年一换。他们仍然从原厂购买相同的设备。而这种做法又延续了一个不必要的维护和更换周期。
实际上,如果作为风机定期计划维护的一项要求,将滑环更换为免维护的纤维刷技术只需30分钟即可完成。对于拥有、设计、运行和维护风机的人来说,纤维刷技术意味着减少了风电场正常运行时间的一个计划外维护问题。
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