Centralne układy smarowania stosowane w turbinach wiatrowych

Turbiny wiatrowe są bardzo ważne w kontekście produkcji energii elektrycznej w zrównoważony sposób. Przyczyniają się do redukcji emisji gazów cieplarnianych i zależności od paliw kopalnych. Jednak, aby turbiny pracowały niezawodnie, trzeba zapewnić im odpowiednią konserwację.
 
Jednym z kluczowych elementów wpływających na żywotność podzespołów turbiny wiatrowej jest odpowiedni harmonogram smarowania. Turbina wiatrowa jest wyposażona w centralny układ smarowania, a w zasadzie kilka układów smarowania lub niezależne smarownice automatyczne. Takie rozwiązanie zapewnia optymalne działanie turbiny wiatrowej. Odpowiednie smarowanie zmniejsza zużycie, redukuje tarcie i zapewnia ochronę przed korozją.
 

Automatyczne systemy smarowania – dlaczego są dobrym rozwiązaniem dla turbin wiatrowych

 

• optymalne smarowanie – zapewnienie stałego dopływu środka smarnego do łożysk i wieńców zębatych,
• redukcja kosztów konserwacji – zmniejszenie częstotliwości przeglądów serwisowych,
• zmniejszenie kosztów eksploatacji turbiny, co wpływa na rentowność przedsięwzięcia,
• zmniejszenie ryzyka przymusowych przestojów,
• wydłużenie okresu eksploatacji turbiny,
• zużycie mniejszych ilości środków smarnych,
• redukcja kosztów utylizacji środków smarnych.

 
Podsumowując, instalacja automatycznego systemu smarowania w turbinach zapewnia istotne korzyści. Skuteczne i precyzyjne smarowanie zwiększa niezawodność i wydajność. Co więcej, montaż systemu jest uzasadniony i przekłada się na ekonomiczne wytwarzanie energii elektrycznej z OZE.
 
Turbina pracuje niemal przez cały czas. W celu ograniczenia wymuszonych przerw instaluje się kilka niezależnych systemów smarowania odpowiedzialnych za centralne smarowanie poszczególnych podzespołów turbiny.
 

Centralne systemy smarowania turbiny charakteryzuje:

 

• precyzyjne dostarczanie smaru,
• automatyzacja i monitoring,
• odporność na korozję,
• energooszczędność.

 
Niewielkie ilości smaru dostarczane w sposób ciągły i regularny odnawiają film smarny w na powierzchni elementów łożysk i zębów napędu, co zmniejsza tarcie i hałas podczas pracy oraz zapobiega wnikaniu zanieczyszczeń.
 

Charakterystyka poszczególnych komponentów i centralnych systemów smarowania w turbinie wiatrowej

 
W turbinie wiatrowej niezbędne są niezależne automatyczne układy smarowania:
 

• łożysk łopat oraz napędu zębatego łopat,
• łożyska głównego oraz łożysk i napędu odchylenia gondoli,
• generatora.

 
Łopaty turbiny wiatrowej są wyposażone w łożyska, które powodują przechylanie się łopaty, dzięki czemu operatorzy mogą zoptymalizować jej kąt nachylenia w zależności od prędkości wiatru. Łożyska te są narażone na niezwykle duże obciążenia i wymagają ciągłego dostarczania smaru. Aktywne systemy kontroli nachylenia automatycznie dostosowują turbiny wiatrowe do idealnego kąta. Motoreduktory i napędy wykonawcze otrzymują sygnały z jednostki sterującej w celu regulacji gondoli i kąta łopatek. Stałe smarowanie napędu zapewnia regularny dopływ świeżego smaru i zmniejsza zużycie wieńca zębatego.
 
Za dostarczanie smaru do łożysk łopat oraz napędu łopat odpowiedzialna jest jedna pompa i zespół rozdzielaczy. stosuje się tutaj zazwyczaj zestaw oparty o pompę smaru LINCOLN P203 lub LINCOLN QLS401 oraz rozdzielacze SSV. Niektórzy producenci turbin wiatrowych stosują jednoliniowe wysokociśnieniowe układy smarowania z pompą LINCOLN P603S oraz rozdzielaczami smaru.
 
Łożysko główne jest narażone na wyjątkowo duże siły promieniowe i osiowe działające na łopatki podziałowe. Smar musi być w sposób ciągły dostarczany do łożyska głównego turbiny wiatrowej.Centralne smarowanie łożyska głównego turbiny wiatrowej wydłuży jego żywotność w znacznym stopniu.
 
Do optymalnej regulacji wiatru gondoli niezbędny jest solidny pierścień obrotowy. Obciążenie wiatrem i siły bezwładności muszą być bezpiecznie przeniesione na głowicę wieży.
 
Wysokie siły bezwładności mogą prowadzić do dużego zużycia ściernego łożyska odchylenia. Centralne smarowanie łożyska odchylenia zapewni wydłuży żywotność pracy łożyska.
 
Precyzyjny system odchylenia gondoli jest kontrolowany przez napędy odchylenia i zapewnia maksymalne wykorzystanie energii wiatru. Podczas regulacji boki zębów w napędach odchylania są silnie obciążone i narażone na zwiększone zużycie.
 
Centralny układ smarowania łożyska głównego oraz łożysk odchylenia i napędu odchylenia składa się, podobnie jak w przypadku łożysk i napędu łopat z pompy LINCOLN P203/OLS401 i rozdzielaczy SSV. Smar na koło zębate napędu odchylenia jest podawany przez poliuretanową/filcową zębatkę.
 
Ze względu na różne warunki wietrzne, generator i jego łożyska toczne poddawane są obciążeniom dynamicznym. Ze względu na duże wibracje smar nie pozostaje w łożysku. Aby zapobiec nadmiernemu zużyciu, łożysko należy smarować niewielką ilością smaru. Stosuje się tutaj układ smarowania oparty o pompę LINCOLN QLS401 lub P203 oraz rozdzielacz LINCOLN SSV.
 
W smarowaniu wyżej wymienionych łożysk i napędów stosowane są także komponenty takich producentów jak GROENEVELD-BEKA z systemami centralnego smarowania BEKAWIND opartymi o pompy BEKA PICO oraz BEKA MAX EP1 w połączeniu z rozdzielaczami MX-F.
 
BEKA PICO to połączenie elastyczności i mocy, które zamknięte są w kompaktowej konstrukcji. Pompa łączy technologię progresywną i wieloliniową. W podstawowym wariancie z progresywnym rozdzielaczem, urządzenie dostarcza smar do wyznaczonych punktów smarnych. BEKA PICO może jednocześnie zasilać do ośmiu punktów smarnych. Istnieje jednak możliwość rozbudowania drugiego wyjścia i dodatkowej linii progresywnej.
 
BEKA MAX EP1 to urządzenie, które zaprojektowano z myślą o niewielkich, kompaktowych układach smarowania. Pompa sprawdzi się w dużych turbinach wiatrowych, jak i w urządzeniach budowlanych, np., w koparkach i ładowarkach. Podobnie, jak model BEKA PICO, wykorzystuje połączenie technologii wieloliniowej i progresywnej oraz jest w stanie poradzić sobie z nawet kilkudziesięcioma punktami smarnymi jednocześnie.

 

Zastosowanie jednopunktowych smarownic automatycznych w smarowaniu komponentów turbiny

 
Producenci turbin wykorzystują również smarownice automatyczne PERMA, będące stosunkowo tanim rozwiązaniem nie wymagającym zaawansowanej konserwacji. Jak się smarownica całkowicie opróżni, wykręca się ją z punktu smarnego i montuje nową smarownicę. W smarowaniu łożysk łopat zaleca się smarownice PERMA FLEX 125 lub PERMA FUTURA. Zalecamy środek smarny do tych łożysk to MOBIL SHC Grease 460 WT. Do napędu łopat stosuje się smarownice PERMA NOVA ze smarem KLUBERPLEX AG 11-461. Do smarowania łożyska głównego stosuje się smarownice PERMA NOVA napełnione smarem MOBIL SHC Grease 460 WT. Natomiast do smarowania łożysk i napędu odchylenia można zamontować smarownice PERMA FUTURA PLUS napełnione smarem PERMA EXTREME PRESSURE GREASE SF02.
 
W smarowaniu łożysk generatora stosuje się smarownice PERMA STAR VARIO napełnionej KLUBERPLEX BEM 41-141.
Alternatywą dla smarownic automatycznych PERMA mogą być smarownice automatyczne ATS Electro-Lube lub smarownice Simalube.
 

System smarowania turbiny wiatrowej – jaki wybrać?

 
Zarówno o wyborze systemu centralnego smarowania turbiny jak i doborze odpowiedniego środka smarnego decyduje projektant turbiny. Nie wszystkie turbiny są dostarczane z fabrycznie zamontowanym centralnym smarowaniem. Często po jakimś czasie eksploatacji okazuje się, że jednak system centralnego smarowania jest niezbędny.
 
Przykładowo w smarowaniu łożysk generatora w turbinach VESTAS producent montuje pompę LINCOLN QLS wraz z rozdzielaczem MX-F. Można oczywiście zamiennie zastosować Beka Pico, GRACO G-MINI lub smarownice automatyczne PERMA.
System smarowania komponentów turbin wiatrowych SIEMENS Gamesa jest oparty o centralne układy smarowania SKF/LINCOLN Quicklub.
 
Turbiny GE Renevable Energy są również wyposażone w centralne smarowanie LINCOLN.
 
Z kolei systemy smarowania komponentów w turbinach ENERCON są oparte w głównej mierze o smarownice automatyczne PERMA.
 
Centralny układ smarowania to istotny element konstrukcyjny turbiny wiatrowej. Montaż odpowiednich pomp, które zadbają o automatyczne smarowanie, niesie wiele korzyści. Warto więc rozważyć takie rozwiązanie przy budowie farmy wiatrowej, ponieważ jest ono uzasadnione zarówno w kontekście technicznym, jak i ekonomicznym.
W turbinach wiatrowych OFF-SHORE, montowanych na akwenach morskich, automatyczny system smarowania jest wręcz niezbędny – turbiny pracują w ekstremalnych warunkach dużej wilgotności, wahań temperatury, wysokich obciążeń lub oddziaływania wody morskiej. Ze względu na ciężkie warunki pracy oraz utrudniony serwis centralne układy smarowania oraz odpowiednio dobrane środki smarne odgrywają szczególną rolę. Mają zadanie zapewnić niezawodne działanie elementów turbiny wiatrowej, a tym samym zapewnić wysoką sprawność energetyczną morskiej elektrowni wiatrowej.
Podsumowując centralne smarowanie wydłuża żywotność turbin wiatrowych i obniża koszty eksploatacji. W przeszłości niektórzy producenci nie zapewniali ciągłego smarowania, co skutkowało częstymi awariami i przestojami remontowymi, które miały niewątpliwy wpływ na ekonomikę przedsięwzięcia.
 
Systemy centralnego smarowania są coraz częściej stosowane zarówno w lądowych jak i morskich turbinach wiatrowych. W tym drugim przypadku są już standardem. Główne cele to uproszczenie serwisowania, obniżenie kosztów, zmniejszenie zużycia i wydłużenie odstępów między zaplanowanymi serwisami.
 
Obecnie stosuje się również systemy monitoringu pomp smaru, które są podłączone do systemy sterowania pracą całej turbiny. Dzięki temu rozwiązaniu można zdalnie kontrolować pracę poszczególnych komponentów turbiny a zatem również systemów smarowania.
 

Systemy smarowania komponentów łożysk i napędów w turbinach wiatrowych w ofercie naszej firmy

 
Nasza firma oferuje w zasadzie wszystkie dostępne rozwiązania stosowane w centralnym smarowaniu turbin wiatrowych.
Zatem oferujemy centralne smarowanie LINCOLN QLS oraz pompy jednoliniowe LINCOLN P603S. Jesteśmy także dystrybutorem systemów centralnego smarowania BEKA WIND opartych o pompy BEKA MAX EP1 oraz BEKA PICO i rozdzielacze BEKA MX-F. Posiadamy również bardzo dobrej jakości pompy GRACO – pompy smaru GRACO G1/G3 oraz GRACO G-MINI. Posiadamy również w ofercie automatyczne smarownice PERMA. Wykonujemy również serwis pomp do systemów centralnego smarowania turbin wiatrowych oraz oferujemy części zamienne do centralnego smarowania turbin.