ONYX科技黄元:通过主动预测性维护的创新--最小化运维成本增加盈利能力

能见APP 2021年10月19日 3087

2021年10月17日-20日,2021北京国际风能大会暨展览会(CWP 2021)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京。

本届大会以“碳中和——风电发展的新机遇”为主题,历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“国际成熟风电市场发展动态及投资机会”“国际新兴风电市场发展动态及投资机会”“风电设备智能运维论坛”“碳达峰碳中和加速能源转型”等不同主题的15个分论坛。能见App全程直播本次大会。

在风电设备智能运维发展论坛上,ONYX科技(上海)有限公司国区工程经理黄元发表了题为《通过主动预测性维护的创新--最小化运维成本增加盈利能力》的主题演讲。

以下为演讲全文:

黄元:感谢主持人,各位同行大家下午好!我是ONYX的黄元,今天给大家分享的题目是:通过主动预测性维护的创新----最小化运维成本增加盈利能力。我们今天通过给各位分享一下我们在海外的一些技术和案例,希望能够跟各位同行进行一个交流。

先给大家做一个公司的介绍。ONYX是基于数字化的一个预测性维护和工程解决方案的全球领导者,是英国石油全资控股的公司,专注于旋转机械,是继承了母公司旋转机械的专长。目前在全世界范围内,在北美、欧洲、亚太地区都有分公司和工程团队。我们是一直在深耕风能领域,也在十几年间有一些业绩,60 GW+ 的全球陆上和海上资产数据、8000+ 台风机状态监测服务、2000+ 齿轮箱的拆卸和检查

今年才进军中国,在国内上海有我们的分布,非常希望和各位同行进行合作和交流。服务主要分三块,软件、先进传感技术和工程咨询,软件方面有智能风场整合管理软件,传动链运维软件,还有就是现场工程师使用的现场检测软件。先进传感方面有传动链的智能监测系统是在海外占有率非常高,同时也获得了英国科技最高奖女王奖的硬件。

我们公司主要是希望启用数字化,通过对于数字数据的挖掘,通过对于风电领域的专长为客户进行实际的运维指导。回到今天的主题,如何提升运维的有效性最大化发电效率,因为我们风电这个领域发展这么久,现在老旧机型越来越多,给运维提了新的要求和挑战。如何去破这个局?可能从两个方面可以去思考,首先是拓展预测性维护的能力,其次是拓展对数据的集成使用的能力。

首先第一点,拓展预测性维护的能力,主要讲的是CMS就是状态监测系统,传统的状态监测系统主要是对齿轮箱还有主轴轴承的监测。我们未来的趋势,希望能够拓展它的监测范围,能够拓展到发电机、塔筒、叶片、变桨轴承等等。

下面这个是在美国的一个客户,一个业主发电量损失统计的图。可以看到,齿轮箱状态监测只是占到了11%发电量损失,未受监控的组件占发电量损失的50%以上,所以说可以拓展空间还是很大的。变桨系统占了15%,变桨轴承的监控有非常大的挑战,失效的原因有多种多样,失效的后果因为是大部件所以停机时间很长,如果发生比较严重的事件,可能会有叶片掉落引起风机倒塔的事件。因为非常难以发现,目前的方案很难进行实时的监控,大部分现场都是现场工程师发现问题的时候已经比较晚了。

基于这个问题,ONYX就开发了一个变桨轴承的状态监测系统,变桨轴承的状态监测系统,直接将传感器部署到变桨轴承上,我们的系统不仅仅是有振动,同时也还有位移和温度,这样的话直接对变桨轴承进行直接的监测。同时有很多螺栓的连接,叶片根部和轴承连接的监控,我们也可以通过变桨轴承的监控来达到。

这是变桨轴承测试的结果,通过变桨轴承的部署发现了外圈不同位置的裂纹以及局部的裂纹。下图是一个图谱,如果搞振动的对这个应该不会很陌生。但是变桨轴承跟传统传动链的监测是非常不一样的,甚至难度的级别都是不一样的。因为传统的传动链是持续旋转的,而且是往一个方向,所以说用一些传统的振动时域和频域是比较难以分析的。我们ONYX根据变桨轴承深入的理解和研发,也可以在频域上可以看出外圈故障频率的被频。下面是叶片连接的故障,叶片的轴承螺纹和叶片螺栓的故障,监控系统可以监测到早期叶片的分离。

分享完变桨轴承,现在给大家分享一个转子不平衡的案例。这个案例的背景,在美国今年的年初发生了一个非常罕见的冬季的风暴,全美大降温,造成了非常大的经济损失。这也是很多风场始料未及的,特别是德州很多的风场,他们以前都不太会有这种天气非常冷的情况,所以说都没有除冰的设备。一旦发现这样的问题,不得不全面停机,我们ONYX同时在德州也有很多风场进行监测。因为我们的CMS系统是采用了数字化三轴测量,所以也可以拓展到转子不平衡测量。所以说就可以看到右边温度的图,蓝色的是健康的,如果是红色或者是浅色就代表转子不平衡是更高的。所以说我们就可以实时把这个信息反馈到客户,让我们的客户可以根据每一个转子不平衡的情况进行分批次的停机。

这样的话,可以最大限度上去减少,因为极端天气所导致的发电量的损失。这个给我们的启示,我们这个监测系统本来振动主要做传动链,同时也可以监测转子不平衡,没有新硬件的投入,可以根据对已有硬件再次去看,能不能去拓展它的能力。不仅仅是说,我们需要拓展能力的时候就要去上新的系统,而是看我们能不能对于已有的系统来进行一个扩展监测的范围。

第二点是拓展对数据的集成使用能力,前面几位同行已经说了非常多,对于数字平台的搭建,我们可能会逐渐过渡到对于数字数据运维的使用这个上面来。对于我们的运维很多人都是可靠性的角度去探索,大家都是把很多的精力集中在大部件上,当然大部件是非常重要的,因为一旦出现了问题肯定是非常严重的损失。

但是有很多比较小的,从我们的发电量来看的话,很多一些很小的问题,如果能够把这些小的问题解决,也可以对于发电量,从发电量的表现上来看,可以有很好的提升。这个就是一个在海外的案例,右边是功率曲线大家都不陌生,但是客户就发现有一台风机功率曲线表现一直不尽如人意。

我们通过发电量损失的分析可以发现,它从功率曲线、变桨时间还有风速测量,都表明它的风速导致了强风停机的提前。这是非常容易解决的问题,我们对于风速机进行校准或者直接更换风速机,就可以解决。如果不解决,每年就有三万美金的损失,所以ONYX作为一个独立的工程咨询的提供商,我们有发电量损失的分析。我们不仅仅给出客户风场的表现,而更多的是希望能够从数据里面挖掘出真正的问题所在,然后去解决这些问题,提供可操作的建议。

因为时间的关系,今天就给大家分享这些案例,希望能够给大家一些启发,我们ONYX也是今年才刚进入中国,所以也非常希望能够跟各位同行合作。如果大家对于我们的产品和服务有任何兴趣或者说想要了解更多的话,也欢迎联系我,谢谢!

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)