À medida que a tendência para turbinas eólicas maiores continua a acelerar, a capacidade de unidades individuais continua a bater recordes; atualmente, as unidades terrestres ultrapassam 15 MW, enquanto as unidades offshore atingem mais de 25 MW. Como componente principal do trem de força de uma turbina eólica, o rolamento principal enfrenta condições operacionais cada vez mais exigentes. Ao mesmo tempo que se esforça para obter a potência máxima, garantir o funcionamento estável a longo prazo do rolamento principal sob cargas complexas tornou-se um indicador chave da fiabilidade global da turbina e determina diretamente a eficiência operacional dos parques eólicos.
Uma falha nos mancais principais pode desencadear uma reação em cadeia de perdas. A perda econômica direta de uma única unidade excede um milhão de yuans, cobrindo substituição de componentes, reparos na caixa de engrenagens e no gerador, custos de mão de obra e transporte de O&M, bem como perda de geração de energia devido a tempo de inatividade. As perdas económicas indirectas resultantes, os riscos de segurança dos equipamentos e os impactos na segurança energética regional excedem em muito as perdas directas.
Em resposta à demanda da indústria por rolamentos principais de altíssima confiabilidade, HKW lançou o rolamento de rolos cilíndricos de três carreiras (3CRB). Com o seu inovador design estrutural desacoplado e desempenho excepcional, este produto está trazendo uma transformação tecnológica revolucionária para a indústria de energia eólica.
I. Tecnologia Central 3CRB: Projeto Estrutural Desacoplado
O 3CRB apresenta um design desacoplado que compreende “uma fileira de rolos radiais verticais e duas fileiras de rolos axiais horizontais”, que está no centro de seu avanço técnico. As três fileiras de rolos têm funções claramente definidas e operam de forma totalmente independente, conseguindo o desacoplamento total das cargas de momento radial, axial e de tombamento, eliminando assim os efeitos de sobreposição de cargas.
HKW Rolamento Principal 3CRB
Este projeto garante que as tensões de contato na pista permaneçam sob controle durante todo o ciclo operacional, eliminando completamente o risco de falha devido a carregamento irregular. Ele aborda, no nível estrutural, os desafios tradicionais enfrentados pelos rolamentos principais das turbinas eólicas sob cargas de vento complexas, como carregamento irregular da pista, tensões de contato excessivas e fragmentação por fadiga.
II. Avanços em seis dimensões principais: uma solução abrangente para desafios comuns
1. Desafios com cargas compostas --- Rolamento de carga totalmente desacoplado
Durante a operação do ventilador, as cargas do vento flutuam rapidamente; essas cargas combinadas complexas podem facilmente causar desalinhamento das pistas do rolamento principal e tensões de contato excessivas, o que por sua vez pode levar à fragmentação por fadiga. Ao desacoplar completamente as cargas de momento radial, axial e de tombamento, o 3CRB elimina quaisquer efeitos de sobreposição de carga, garantindo que as tensões de contato nas pistas permaneçam consistentemente controláveis. Isso mitiga completamente o risco de falha causada por cargas irregulares, permitindo que o rolamento lide sem esforço com as demandas complexas e de carga pesada de turbinas eólicas de grandes megawatts.
2. Desafios da contração em baixa temperatura --- Inovação estrutural
Se o rolamento principal e o eixo principal forem montados usando um ajuste interferente, a contração do metal devido às temperaturas frias em ambientes extremamente frios do norte pode facilmente levar a riscos de falha, como deslizamento do anel e desgaste nas superfícies de contato. O 3CRB apresenta um design sem fuso, com seus anéis interno e externo rigidamente conectados a outros componentes por meio de parafusos de alta resistência. Esta inovação estrutural não apenas simplifica a cadeia de transmissão, mas também elimina completamente o risco de falha associado a ajustes interferentes em baixas temperaturas. O 3CRB mantém um desempenho estável em uma ampla faixa de temperatura de -40°C a +90°C, garantindo a operação estável durante todo o ano dos parques eólicos nas regiões norte.
3. Desafios de instalação --- Espaços livres definidos na fábrica
Devido às complexas condições de instalação nos locais dos ventiladores, erros de instalação e ajuste inadequado da pré-carga são frequentemente as principais causas de falha do rolamento principal durante os estágios iniciais de operação. O 3CRB vem com folga predefinida de fábrica, permitindo a instalação sem ajustes no local de coaxialidade ou pré-carga. Oferece alta tolerância a erros de instalação, eliminando efetivamente possíveis riscos de instalação e reduzindo significativamente a dificuldade e o tempo necessários para a instalação no local.
4. Desafios na falha de lubrificação --- Sistemas integrados de lubrificação automática
Em condições frias de inverno, a graxa está sujeita a viscosidade excessiva e baixa fluidez, o que pode levar à falha de lubrificação nos rolamentos principais. Este problema é particularmente grave em parques eólicos de alta altitude e no norte. O 3CRB está equipado com um sistema de lubrificação automática integrado; seu projeto de passagem de óleo é adaptado aos requisitos de lubrificação independente de três fileiras de rolos. Combinado com óleo lubrificante sintético para amplas temperaturas, garante um fornecimento eficaz de óleo em toda a área de contato, mesmo em baixas temperaturas, garantindo o funcionamento normal das turbinas eólicas sob condições climáticas extremas.
HKW Rolamento Principal 3CRB
5.O Desafio das Operações e Manutenção Inadequadas: Monitoramento Abrangente do Status
Os parques eólicos estão amplamente distribuídos e a ausência de pessoal de manutenção durante as férias pode facilmente levar à progressão irreversível de microdanos nos rolamentos principais. O 3CRB integra sensores abrangentes de monitoramento de condições que permitem monitoramento remoto e em tempo real de vibração, temperatura e qualidade do lubrificante. Ele fornece avisos antecipados sobre possíveis problemas, evita a rápida deterioração de microdanos, permite a manutenção preditiva e reduz o tempo de inatividade não planejado.
6. Desafios com falhas de vedação – vedações multicamadas integradas
Em parques eólicos offshore, a corrosão por névoa salina e a intrusão de areia e poeira nas regiões do norte podem causar falhas nas vedações dos rolamentos principais, permitindo a entrada de água que leva à emulsificação da graxa e à corrosão das pistas. O 3CRB apresenta um projeto de vedação multi-lábio integrado otimizado para altas velocidades circunferenciais em grandes diâmetros. Os modelos projetados para ambientes offshore e de baixa temperatura no norte são equipados com estruturas de aquecimento, desumidificação e furos de drenagem, alcançando uma classificação de proteção IP66 ou superior para resistir com eficácia a condições ambientais adversas.
III. Autenticação de dois fatores: definindo o padrão da indústria para confiabilidade
Com base em um século de experiência em ciência de materiais e no refinamento contínuo dos processos de tratamento térmico, a confiabilidade excepcional do HKW 3CRB foi rigorosamente testada sob “condições laboratoriais extremas” e “condições operacionais adversas do mundo real”.
Certificação laboratorial confiável: Nos principais laboratórios alemães, o 3CRB estabeleceu novos recordes da indústria para métricas de desempenho importantes, como controle de deformação, limites de carga e vida útil à fadiga, tornando-o ideal para as demandas de serviço pesado de longo prazo de grandes turbinas eólicas classificadas em 5 MW e acima.
Comprovado em campo com zero falhas: Dados operacionais de longo prazo de projetos eólicos offshore europeus confirmam que mesmo em ambientes marinhos extremos caracterizados por cargas de impacto severas e alta corrosão por névoa salina, o 3CRB mantém um desempenho sólido, estabelecendo um recorde excepcional com zero falhas de lote.
HKW Rolamento Principal 3CRB
4. Adaptação aos ambientes terrestres e marítimos para redefinir o valor económico
Desde a areia e o vento dos parques eólicos onshore e flutuações extremas de temperatura até a névoa salina e as ondas violentas dos parques eólicos offshore, o HKW 3CRB demonstra adaptabilidade excepcional em todas as condições operacionais.
Maximizar a poupança de custos e a eficiência: Reduz significativamente o tempo de inatividade não planeado e os custos de manutenção frequentes das turbinas eólicas, ao mesmo tempo que melhora substancialmente a disponibilidade da geração de energia.
Compatibilidade de ciclo de vida completo: Com uma vida útil projetada superior a 20 anos, ele está perfeitamente alinhado com os requisitos de projeto de ciclo de vida completo das turbinas eólicas, proporcionando verdadeiramente “instale uma vez, desfrute de tranquilidade a longo prazo”.
V. Visão e Perspectivas: Alinhando Tecnologia e Benefícios
No futuro, a HKW continuará a expandir a sua rede global de serviços localizados, combinando um século de experiência em engenharia alemã com inovação de ponta para fornecer produtos que excedam as expectativas dos nossos parceiros globais. Estamos empenhados em alinhar os avanços tecnológicos na energia verde com o sucesso comercial dos participantes da indústria, trabalhando juntos para construir um ecossistema novo, mais eficiente e mais confiável para a indústria de energia eólica.
