ونڈ پاور آلات کی خرابی کی تشخیص اور صحت کی نگرانی پر تحقیق

ونڈ پاور نیٹ ورک کی خبریں: خلاصہ: یہ مقالہ ونڈ ٹربائن ڈرائیو چین کے تین بڑے اجزاء یعنی کمپوزٹ بلیڈ، گیئر باکسز اور جنریٹرز کی خرابی کی تشخیص اور صحت کی نگرانی کی موجودہ صورتحال کا جائزہ لیتا ہے، اور تحقیق کی موجودہ صورتحال کا خلاصہ کرتا ہے۔ اس فیلڈ کے طریقہ کار کے پہلو۔ونڈ پاور کے آلات میں کمپوزٹ بلیڈز، گیئر باکسز اور جنریٹرز کے تین بڑے اجزاء کی بنیادی غلطی کی خصوصیات، فالٹ فارمز اور تشخیصی مشکلات کا خلاصہ، اور موجودہ خرابی کی تشخیص اور صحت کی نگرانی کے طریقے، اور آخر میں اس شعبے کی ترقی کی سمت کے امکانات۔

0 دیباچہ

صاف اور قابل تجدید توانائی کی بہت زیادہ عالمی مانگ اور ہوا سے بجلی کے سازوسامان کی تیاری کی ٹیکنالوجی میں خاطر خواہ پیش رفت کی بدولت، ہوا کی توانائی کی عالمی نصب شدہ صلاحیت میں مسلسل اضافہ ہو رہا ہے۔گلوبل ونڈ انرجی ایسوسی ایشن (جی ڈبلیو ای سی) کے اعدادوشمار کے مطابق، 2018 کے آخر تک، ہوا سے بجلی کی عالمی نصب شدہ صلاحیت 597 گیگاواٹ تک پہنچ گئی، جس میں سے چین 200 گیگاواٹ سے زیادہ کی نصب صلاحیت کے ساتھ پہلا ملک بن گیا، جو 216 گیگاواٹ تک پہنچ گیا۔ , کل عالمی نصب شدہ صلاحیت کے 36 سے زیادہ کے لیے اکاؤنٹنگ۔%، یہ دنیا کی معروف ونڈ پاور کے طور پر اپنی پوزیشن کو برقرار رکھے ہوئے ہے، اور یہ ایک حقیقی ہوا سے بجلی پیدا کرنے والا ملک ہے۔

اس وقت، ونڈ پاور انڈسٹری کی مسلسل صحت مند ترقی میں رکاوٹ بننے والا ایک اہم عنصر یہ ہے کہ ہوا سے بجلی کے آلات کو روایتی فوسل ایندھن کے مقابلے توانائی کی پیداوار کی فی یونٹ زیادہ قیمت کی ضرورت ہوتی ہے۔فزکس میں نوبل انعام یافتہ اور سابق امریکی وزیر برائے توانائی ژو ڈیوین نے بڑے پیمانے پر ہوا سے چلنے والے آلات کے آپریشن کی حفاظت کی ضمانت کی سختی اور ضرورت کی نشاندہی کی، اور آپریشن اور دیکھ بھال کے اعلی اخراجات اہم مسائل ہیں جنہیں اس شعبے میں حل کرنے کی ضرورت ہے [1]۔ .ہوا سے بجلی کا سامان زیادہ تر دور دراز کے علاقوں یا غیر ملکی علاقوں میں استعمال ہوتا ہے جو لوگوں کے لیے ناقابل رسائی ہیں۔ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، ونڈ پاور کا سامان بڑے پیمانے پر ترقی کی سمت میں ترقی کرتا رہتا ہے۔ونڈ پاور بلیڈز کا قطر مسلسل بڑھتا جا رہا ہے، جس کے نتیجے میں زمین سے نیسیل تک فاصلہ بڑھتا جا رہا ہے جہاں اہم آلات نصب ہیں۔اس سے ہوا سے بجلی کے آلات کے آپریشن اور دیکھ بھال میں بڑی مشکلات آئی ہیں اور یونٹ کی دیکھ بھال کی لاگت میں اضافہ ہوا ہے۔مغربی ترقی یافتہ ممالک میں ونڈ پاور آلات کی مجموعی تکنیکی حیثیت اور ونڈ فارم کے حالات کے درمیان فرق کی وجہ سے، چین میں ہوا سے بجلی کے سازوسامان کے آپریشن اور دیکھ بھال کے اخراجات آمدنی کا ایک بڑا حصہ بنتے رہتے ہیں۔آنشور ونڈ ٹربائنز کے لیے جس کی سروس لائف 20 سال ہے، دیکھ بھال کی لاگت ونڈ فارمز کی کل آمدنی 10%~15% ہے۔آف شور ونڈ فارمز کے لیے، تناسب زیادہ سے زیادہ 20%~25%[2] ہے۔ہوا کی طاقت کے اعلی آپریشن اور دیکھ بھال کی لاگت کا تعین بنیادی طور پر ہوا کی طاقت کے آلات کے آپریشن اور دیکھ بھال کے موڈ سے ہوتا ہے۔اس وقت زیادہ تر ونڈ فارمز باقاعدہ دیکھ بھال کا طریقہ اپناتے ہیں۔ممکنہ ناکامیوں کو وقت پر دریافت نہیں کیا جاسکتا، اور برقرار آلات کی بار بار دیکھ بھال سے آپریشن اور دیکھ بھال میں بھی اضافہ ہوگا۔لاگت.اس کے علاوہ، غلطی کے منبع کا بروقت تعین کرنا ناممکن ہے، اور مختلف ذرائع سے صرف ایک ایک کرکے تفتیش کی جاسکتی ہے، جس سے آپریشن اور دیکھ بھال کے بھاری اخراجات بھی آئیں گے۔اس مسئلے کا ایک حل یہ ہے کہ ونڈ ٹربائنز کے لیے ایک سٹرکچرل ہیلتھ مانیٹرنگ (SHM) سسٹم تیار کیا جائے تاکہ تباہ کن حادثات کو روکا جا سکے اور ونڈ ٹربائنز کی سروس لائف کو بڑھایا جا سکے، اس طرح ونڈ پاور کی یونٹ توانائی کی پیداواری لاگت کو کم کیا جائے۔اس لیے ونڈ پاور انڈسٹری کے لیے ضروری ہے کہ SHM سسٹم تیار کیا جائے۔

1. ونڈ پاور آلات کی نگرانی کے نظام کی موجودہ حیثیت

ہوا سے بجلی کے سازوسامان کے ڈھانچے کی بہت سی قسمیں ہیں، جن میں بنیادی طور پر شامل ہیں: ڈبل فیڈ غیر مطابقت پذیر ونڈ ٹربائنز (متغیر رفتار متغیر-پچ چلانے والی ونڈ ٹربائن)، ڈائریکٹ ڈرائیو مستقل مقناطیس ہم وقت ساز ونڈ ٹربائنز، اور سیمی ڈائریکٹ ڈرائیو سنکرونس ونڈ ٹربائنز۔ڈائریکٹ ڈرائیو ونڈ ٹربائنز کے مقابلے میں، ڈبل فیڈ غیر مطابقت پذیر ونڈ ٹربائنز میں گیئر باکس متغیر رفتار کا سامان شامل ہے۔اس کا بنیادی ڈھانچہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ اس قسم کے ونڈ پاور آلات کا مارکیٹ شیئر کا 70% سے زیادہ حصہ ہے۔لہذا، یہ مضمون بنیادی طور پر اس قسم کے ونڈ پاور آلات کی خرابی کی تشخیص اور صحت کی نگرانی کا جائزہ لیتا ہے۔

شکل 1 ڈبل فیڈ ونڈ ٹربائن کا بنیادی ڈھانچہ

ہوا سے بجلی کا سامان ایک طویل عرصے سے پیچیدہ متبادل بوجھ جیسے ہوا کے جھونکے کے تحت چوبیس گھنٹے کام کر رہا ہے۔سخت سروس ماحول نے ہوا سے بجلی کے آلات کے آپریشن کی حفاظت اور دیکھ بھال کو سنجیدگی سے متاثر کیا ہے۔متبادل بوجھ ونڈ ٹربائن کے بلیڈ پر کام کرتا ہے اور ٹرانسمیشن چین میں بیرنگ، شافٹ، گیئرز، جنریٹرز اور دیگر اجزاء کے ذریعے منتقل ہوتا ہے، جس سے سروس کے دوران ٹرانسمیشن چین کی ناکامی کا انتہائی خطرہ ہوتا ہے۔اس وقت، ونڈ پاور آلات پر وسیع پیمانے پر لیس مانیٹرنگ سسٹم SCADA سسٹم ہے، جو ہوا سے بجلی کے آلات کی آپریٹنگ حالت جیسے کرنٹ، وولٹیج، گرڈ کنکشن اور دیگر حالات کی نگرانی کر سکتا ہے، اور اس میں الارم اور رپورٹس جیسے افعال ہوتے ہیں۔لیکن نظام حالت کی نگرانی کرتا ہے پیرامیٹرز محدود ہیں، بنیادی طور پر سگنل جیسے کرنٹ، وولٹیج، پاور وغیرہ، اور اہم اجزاء کے لیے کمپن مانیٹرنگ اور غلطی کی تشخیص کے افعال کی کمی ہے [3-5]۔غیر ملکی ممالک، خاص طور پر مغربی ترقی یافتہ ممالک نے طویل عرصے سے حالات کی نگرانی کے آلات اور خاص طور پر ہوا سے چلنے والے آلات کے لیے تجزیہ کرنے والے سافٹ ویئر تیار کیے ہیں۔اگرچہ گھریلو وائبریشن مانیٹرنگ ٹیکنالوجی دیر سے شروع ہوئی، گھریلو ونڈ پاور کے ریموٹ آپریشن اور مینٹی نینس مارکیٹ کی طلب کے باعث، گھریلو نگرانی کے نظام کی ترقی بھی تیزی سے ترقی کے مرحلے میں داخل ہو گئی ہے۔ونڈ پاور کے آلات کی ذہین غلطی کی تشخیص اور ابتدائی انتباہ تحفظ لاگت کو کم کر سکتا ہے اور ونڈ پاور آپریشن اور دیکھ بھال کی کارکردگی میں اضافہ کر سکتا ہے، اور ونڈ پاور انڈسٹری میں اتفاق رائے حاصل کر لیا ہے۔

2. ہوا کی طاقت کے سامان کی اہم غلطی کی خصوصیات

ونڈ پاور کا سامان ایک پیچیدہ الیکٹرو مکینیکل نظام ہے جس میں روٹرز (بلیڈ، حب، پچ سسٹم وغیرہ)، بیرنگ، مین شافٹ، گیئر باکس، جنریٹر، ٹاورز، یاو سسٹم، سینسرز وغیرہ شامل ہیں۔ سروس کے دوران باری باری بوجھ۔جیسا کہ سروس کا وقت بڑھتا ہے، مختلف قسم کے نقصان یا ناکامی ناگزیر ہیں.

شکل 2 ونڈ پاور کے آلات کے ہر جزو کی مرمت کی لاگت کا تناسب

شکل 3 ونڈ پاور آلات کے مختلف اجزاء کا ڈاؤن ٹائم تناسب

شکل 2 اور شکل 3 [6] سے دیکھا جا سکتا ہے کہ بلیڈ، گیئر باکسز اور جنریٹرز کی وجہ سے ہونے والا ڈاؤن ٹائم مجموعی طور پر غیر منصوبہ بند ڈاؤن ٹائم کا 87% سے زیادہ ہے، اور دیکھ بھال کے اخراجات کل دیکھ بھال کے اخراجات میں سے 3 سے زیادہ ہیں۔/4۔لہذا، حالت کی نگرانی میں، ونڈ ٹربائن، بلیڈ، گیئر باکس، اور جنریٹرز کی خرابی کی تشخیص اور صحت کا انتظام تین بڑے اجزاء ہیں جن پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔چینی قابل تجدید توانائی سوسائٹی کی ونڈ انرجی پروفیشنل کمیٹی نے 2012 کے قومی ونڈ پاور آلات کے آپریٹنگ کوالٹی کے بارے میں ایک سروے میں نشاندہی کی[6] کہ ونڈ پاور بلیڈ کی ناکامی کی اقسام میں بنیادی طور پر کریکنگ، بجلی گرنا، ٹوٹنا وغیرہ شامل ہیں۔ ناکامی کی وجوہات میں پروڈکشن، مینوفیکچرنگ اور ٹرانسپورٹیشن کے تعارف اور سروس کے مراحل کے دوران ڈیزائن، خود اور بیرونی عوامل شامل ہیں۔گیئر باکس کا بنیادی کام بجلی کی پیداوار کے لیے کم رفتار ونڈ انرجی کو مستحکم طریقے سے استعمال کرنا اور سپنڈل کی رفتار کو بڑھانا ہے۔ونڈ ٹربائن کے آپریشن کے دوران، باری باری دباؤ اور اثر بوجھ [7] کے اثرات کی وجہ سے گیئر باکس ناکامی کے لیے زیادہ حساس ہوتا ہے۔گیئر بکس کی عام خرابیوں میں گیئر کی خرابیاں اور بیئرنگ فالٹس شامل ہیں۔گیئر باکس کی خرابیاں زیادہ تر بیرنگ سے پیدا ہوتی ہیں۔بیرنگ گیئر باکس کا کلیدی جزو ہیں، اور ان کی ناکامی اکثر گیئر باکس کو تباہ کن نقصان پہنچاتی ہے۔بیئرنگ کی ناکامیوں میں بنیادی طور پر تھکاوٹ چھیلنا، پہننا، فریکچر، گلونگ، پنجرے کو نقصان، وغیرہ شامل ہیں۔سب سے عام گیئر کی ناکامیوں میں پہننا، سطح کی تھکاوٹ، ٹوٹنا، اور ٹوٹنا شامل ہیں۔جنریٹر سسٹم کی خرابیوں کو موٹر فالٹس اور مکینیکل فالٹس میں تقسیم کیا گیا ہے [9]۔مکینیکل ناکامیوں میں بنیادی طور پر روٹر کی ناکامی اور بیئرنگ کی ناکامی شامل ہیں۔روٹر کی ناکامیوں میں بنیادی طور پر روٹر کا عدم توازن، روٹر پھٹ جانا، اور ربڑ کی آستین کی ڈھیلی آستین شامل ہیں۔موٹر فالٹس کی اقسام کو برقی فالٹس اور مکینیکل فالٹس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔برقی خرابیوں میں روٹر/اسٹیٹر کوائل کا شارٹ سرکٹ، ٹوٹی ہوئی روٹر سلاخوں کی وجہ سے کھلا سرکٹ، جنریٹر کا زیادہ گرم ہونا، وغیرہ شامل ہیں۔مکینیکل فالٹس میں جنریٹر کا ضرورت سے زیادہ کمپن، بیئرنگ اوور ہیٹنگ، موصلیت کا نقصان، سنگین لباس وغیرہ شامل ہیں۔