魏德米勒電聯(lián)接（上海）有限公司技術(shù)服務(wù)經(jīng)理王琦峰：《魏德米勒葉片監(jiān)控系統(tǒng)BLADEcontrol?》

 

　　以下為演講實(shí)錄：

 

　　尊敬的各位專家，各位前輩大家上午好，我是來自魏德米勒電聯(lián)接有限公司的王琦峰，可能這個(gè)公司出現(xiàn)在這個(gè)場合有些人感覺有一點(diǎn)驚訝，魏德米勒除了器件類的產(chǎn)品以外還在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域里做了很多的解決方案，比如說現(xiàn)在我們自己定位解決方案的供應(yīng)商。

 

　　今天參加這個(gè)會(huì)議的主要目的也是因?yàn)槲覀冊(cè)陲L(fēng)電的領(lǐng)域里有很多的解決方案，這些方案是專門針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片，我們叫葉片的監(jiān)控系統(tǒng)，它有一個(gè)獨(dú)立的商標(biāo)，商標(biāo)名字叫BLADEcontrol®，這是一個(gè)德國的品牌。這個(gè)公司是1850年成立的，1948年進(jìn)行了一個(gè)重建，戰(zhàn)后重建就是在小的平房里，第一家用塑料材質(zhì)做結(jié)緣的廠家，所以這是一個(gè)里程碑式的節(jié)點(diǎn)。魏德米勒來到中國是1994年到今年正好是25周年，所以我們有本土化的工廠，我們有本土的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，我們有本土的服務(wù)能力。

 

　　今天講的議題是和葉片有關(guān)，為什么要把風(fēng)機(jī)的葉片看起來呢？右側(cè)有一個(gè)小小的視頻，這個(gè)視頻在今年5月份的時(shí)候拍攝，后來辟謠說不是國內(nèi)的風(fēng)機(jī)，就是在運(yùn)行的時(shí)候是有一個(gè)非常嚴(yán)重的失控狀態(tài)。

 

　　葉片在風(fēng)機(jī)的幾大系統(tǒng)里是最先也是承壓最嚴(yán)重的部件，它是一個(gè)旋轉(zhuǎn)部件，也是在外部最受風(fēng)力的部件，所以它的動(dòng)態(tài)整合也非常大。第二個(gè)就是我們的葉片它的維修還有它的更換成本都是奇高無比，所以我覺得在座的各位專家比我更深有體會(huì)。還有在極端損壞的情況下比如說右側(cè)的小視頻是比較差的情況下，我們第一是要停下來，我們首先要發(fā)現(xiàn)它有這么一個(gè)嚴(yán)重的問題，第二要及時(shí)地停下來才能避免更嚴(yán)重的傷害。另外一個(gè)就是剛才說如果能夠提前發(fā)現(xiàn)，提早發(fā)現(xiàn)的話我們維修起來成本也低一些，不要等到它轉(zhuǎn)到損傷比較嚴(yán)重了，我們修得越早成本越低，就像汽車也是這樣。

 

　　再一個(gè)是目前來講，我們很多大部件都是有一些，但是我們仔細(xì)想一下其實(shí)在葉片里裝了和葉片有關(guān)的（監(jiān)控設(shè)備）幾乎是微乎其微，我們?cè)谌~片監(jiān)視的過程中，第一目前現(xiàn)在大部分都是靠人力，這些手段有一些小小的限制就是你沒法做到實(shí)時(shí)的監(jiān)測，比如故障發(fā)生的時(shí)候你很可能沒有看到，但是你能看到的基本是在外部，葉片內(nèi)部更難看到，所以這是很嚴(yán)重的問題，我們希望把監(jiān)測系統(tǒng)裝在葉片上很好地監(jiān)測起來，對(duì)于海上風(fēng)機(jī)更不可能的，你不可能實(shí)時(shí)出海看這個(gè)東西。

 

　　三個(gè)最主要的功能一個(gè)是損傷檢測，葉片的損傷包括內(nèi)部和外部。第二個(gè)是覆冰，在有些地區(qū)有一些嚴(yán)寒或者是濕冷，尤其是歐洲北部也還都有結(jié)冰的情況，我們通過GL認(rèn)證，最早也是在2008年是由于覆冰來做這個(gè)GL認(rèn)證。第三個(gè)就是做一些改善運(yùn)營，其實(shí)就是為了給大家做一些效應(yīng)，這是我們的主要目的，比如我們可以預(yù)防它的過載情況，后面可以看怎么來做這些的。這個(gè)是兩個(gè)GL認(rèn)證的證書，一個(gè)是2008年和覆冰相關(guān)的，下面是認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是什么，就是關(guān)于風(fēng)機(jī)的一個(gè)認(rèn)證，這個(gè)認(rèn)證其實(shí)在風(fēng)電領(lǐng)域里是非常權(quán)威的認(rèn)證。

 

　　關(guān)于葉片的故障，把葉片的故障分成這么幾類：一個(gè)是氣動(dòng)表面外殼的損傷比如說有開裂，有脫落，包括葉尖的損傷。第二個(gè)就是結(jié)構(gòu)件的損傷，那對(duì)于葉片來講是比較嚴(yán)重的損傷，對(duì)于葉片來講可能會(huì)影響到葉片的安全還有本身風(fēng)機(jī)的安全，這個(gè)是葉片的內(nèi)部。第三個(gè)就是松動(dòng)的部件我們會(huì)有檢修時(shí)的工具，包括輪轂還有葉片外部，李總講葉片的前緣，我們后面還有一個(gè)案例就是和前緣脫落有關(guān)，就是它的脫落過程我們也是可以看到。第四個(gè)就是整個(gè)葉片的氣動(dòng)不平衡的狀態(tài)我們可以檢測出來，氣動(dòng)不平衡有幾種可能，比如說平衡問題，比如說傳感器問題。

 

　　這張圖是我們系統(tǒng)的構(gòu)成，左邊是硬件，右側(cè)是安裝和結(jié)構(gòu)，比如說我們有三組傳感器是裝在葉片的三分之一的位置，還有一組傳感器是裝在輪轂里的，所以我們剛才講輪轂里的一些部件包括我們和傳動(dòng)軸相關(guān)的狀況我們也是可以檢測出來的。然后輪轂里我們會(huì)有一個(gè)測量單元，在機(jī)艙里有一個(gè)接收裝置，所以我們的測量單位就是輪轂里的數(shù)據(jù)和機(jī)艙里的數(shù)據(jù)它們之間是沒有線通過的，所以大家放心，不用單獨(dú)考慮穿線的問題。然后從機(jī)艙里的位置還有一個(gè)叫數(shù)據(jù)監(jiān)督服務(wù)器，相當(dāng)于一個(gè)工業(yè)計(jì)算機(jī)，然后這個(gè)服務(wù)機(jī)會(huì)從我們的風(fēng)機(jī)主控還有現(xiàn)場的叫數(shù)據(jù)輸出的界面去相連。這一套葉片監(jiān)測系統(tǒng)是在我們公司的大框架之下，我們的分析不僅限于風(fēng)電，各行各業(yè)都是可以用的，機(jī)械分析它的基礎(chǔ)原理第一數(shù)據(jù)收集，在這里可以看到傳感器就是數(shù)據(jù)收集，第二個(gè)會(huì)有一個(gè)數(shù)據(jù)的處理，把你的信號(hào)處理成你可以用的數(shù)據(jù)，第三個(gè)就是數(shù)據(jù)建模，我們要就一個(gè)數(shù)據(jù)的模型，這個(gè)數(shù)據(jù)的模型只針對(duì)于你這臺(tái)設(shè)備或者是這臺(tái)風(fēng)機(jī)來做，然后把你的數(shù)據(jù)模型固化了以后，就可以拿你的數(shù)據(jù)模型去運(yùn)行，這個(gè)系統(tǒng)是按照這樣的套路。

 

　　第一個(gè)我們說一下覆冰的情況。因?yàn)楸臋z測其實(shí)在歐洲是非常普遍的情況，所以它這一套系統(tǒng)可以檢測到毫米級(jí)的冰，也就是公斤級(jí)基本上都可以做到。

 

　　（視頻）這里沒有字幕，我解釋一下。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)比如說有特殊傳感器或者是溫度或者是氣象，但是沒有那么地準(zhǔn)確和精確，然后可以通過系統(tǒng)測量冰的狀況，后面講一下基本原理。他說為什么要檢測這個(gè)東西，一個(gè)是這個(gè)冰如果是比較嚴(yán)重的時(shí)候它會(huì)甩出，速度可以達(dá)到250公里左右，一甩能甩出400公里，有可能傷到人，傷到設(shè)備或者是傷到風(fēng)機(jī)自己，這都是有可能的。他說可以達(dá)到毫米級(jí)的精度，可以比我們的標(biāo)準(zhǔn)還要高，可以確定它的周邊都是安全的，就是在冰比較嚴(yán)重的時(shí)候我們能夠及時(shí)把它停下來，在冰融化的時(shí)候我們也可以讓它自動(dòng)地去重新啟動(dòng)。安裝的過程非常簡單，實(shí)際上對(duì)于風(fēng)機(jī)來講是完全無損的，不需要人去參與現(xiàn)場看這個(gè)情況了。他又講到數(shù)據(jù)安全的問題，這個(gè)數(shù)據(jù)安全在中國我們也是考慮了非常多的方案，確保我們的客戶或者是業(yè)主的數(shù)據(jù)安全性。在座有一些朋友其實(shí)已經(jīng)做過這樣的測試和安裝了，還是有很好的效果。

 

　　葉片積冰對(duì)風(fēng)機(jī)會(huì)有很多的影響，比如說會(huì)造成風(fēng)載不大，降低風(fēng)機(jī)的零部件壽命。第二冰的厚度不一樣也會(huì)造成氣動(dòng)外形會(huì)改變，第三個(gè)測風(fēng) 儀如果結(jié)冰了可能測的東西可能就不準(zhǔn)了，第四個(gè)拋出的冰會(huì)有危險(xiǎn)。上面那張圖是我們結(jié)冰的一個(gè)曲線，這個(gè)機(jī)組其實(shí)就非常非常嚴(yán)重，所以上面看到紅色的部分非常大，實(shí)際正常來講這條曲線到紅色的部分就已經(jīng)建議他要停機(jī)了，但是這個(gè)機(jī)組沒有停，正式在運(yùn)行，問題非常嚴(yán)重。后面會(huì)講講原理，如果大家感興趣我們會(huì)后可以說得更多一些。

 

　　我們知道所有的物體它的固有頻率都是一定的，比如我自己，比如這張桌子它只要有一個(gè)重量，只要它不動(dòng)固有頻率就是死的，那么結(jié)冰是什么呢？就是上面增加了重量，簡單來說結(jié)冰了以后這個(gè)東西會(huì)變重，變重以后物體的固有頻率會(huì)變低，就很難搖，再有一個(gè)就是它的振幅也會(huì)降低，所以這就是檢測結(jié)冰的最基本的原理。在這里能看到上面有一個(gè)未結(jié)冰的線，橫軸是頻率，縱軸是時(shí)間，還有一個(gè)幅值，在7赫茲左右頻率的時(shí)候它的幅值，在未結(jié)冰的那個(gè)位置稍微高一些，隨著冰越來越厚，它的振幅的幅值和振幅的頻率都會(huì)變低，這個(gè)時(shí)候你可以看到它結(jié)冰了，結(jié)冰結(jié)得有多厚這個(gè)就是它的核心的技術(shù)，他要分析這個(gè)冰到底有多少？這里很簡單，就是風(fēng)機(jī)在不同的運(yùn)行狀態(tài)下結(jié)冰的速度是不一樣的，比如說旋轉(zhuǎn)物體在隨著溫度的還有發(fā)電情況的時(shí)候，結(jié)冰速度是不一樣的，其實(shí)原理很簡單，就跳過了。這個(gè)圖是講我們使用這個(gè)系統(tǒng)可以得到什么樣的收益，一般來講比如在一個(gè)山區(qū)或者是在某一個(gè)比較大的空間內(nèi)，我們有很多的風(fēng)機(jī)，這些風(fēng)機(jī)距離非常遠(yuǎn)，有山頂還有山腰，他們的結(jié)冰速度和時(shí)間是不一樣的，第一個(gè)比如說結(jié)冰的時(shí)間是在凌晨一點(diǎn)半結(jié)冰，很嚴(yán)重，如果我們發(fā)現(xiàn)了，傳統(tǒng)的方式發(fā)現(xiàn)幾臺(tái)機(jī)組都結(jié)冰了，太嚴(yán)重了，我們要把這一個(gè)風(fēng)場都停掉，所以它會(huì)停很多組，但是這臺(tái)風(fēng)機(jī)一點(diǎn)半才停，到后面一臺(tái)實(shí)際上是六點(diǎn)半才停，也就是最后一臺(tái)比第一臺(tái)風(fēng)機(jī)慢五個(gè)小時(shí)，那這五個(gè)小時(shí)就是可以多發(fā)電，在不限電的情況下你可以多發(fā)電。

 

　　我們也有實(shí)際的案例去測算這個(gè)值，比如說傳統(tǒng)的檢測結(jié)冰的方式，我們?cè)陲L(fēng)機(jī)差不多要停168個(gè)小時(shí)的電，靠這套系統(tǒng)可以自動(dòng)啟，自動(dòng)停，停機(jī)的時(shí)間是53個(gè)小時(shí)，就多了100多個(gè)小時(shí)的發(fā)電量，這200兆瓦的風(fēng)機(jī)在冬天差不多多發(fā)人民幣十一萬五千塊錢。

 

　　這個(gè)是和損傷有關(guān)的。這個(gè)是內(nèi)部翼梁損傷，有一支葉片和另外兩支是完全的趨勢背離的狀態(tài)。這個(gè)是松動(dòng)和開裂，這種損傷是非常嚴(yán)重，如果你沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)的話，這會(huì)造成葉片直接壞掉。從我們檢測到一直到損傷非常嚴(yán)重只用掉幾個(gè)星期的時(shí)間，也就是一個(gè)月之內(nèi)會(huì)從開裂就到了很可能是不可治的情況，如果這個(gè)過程一個(gè)月內(nèi)正好沒有做巡檢的話，你沒有發(fā)現(xiàn)，而且這些葉片內(nèi)部你很難去看到。在這個(gè)地方我們可以明確地告訴運(yùn)營或者是業(yè)主或者是主機(jī)廠的業(yè)務(wù)你這個(gè)葉片要趕緊去檢查。會(huì)分成兩個(gè)等級(jí)，第一個(gè)是輕傷，輕傷可以不下線，但是輕傷慢慢演變成重傷必須要下火線。

 

　　這是雷擊造成的損失。紅色的葉片它在雷擊發(fā)生了以后其實(shí)就檢測到了，但是種種原因，我們沒有聽機(jī)，但是風(fēng)速比較高的情況下半個(gè)小時(shí)以后它就徹底失效的，實(shí)際上就是脫落了，這也是比較安全的案例。這個(gè)案例也是雷擊，這個(gè)雷擊造成了葉尖差不多三米的距離被打掉。我們對(duì)于雷擊的檢測是比較特殊，雷擊不管大小，只要發(fā)生雷擊，我們都可以報(bào)出 警告，這個(gè)是實(shí)時(shí)發(fā)生的。發(fā)生雷擊以后噪音非常大，來了以后才停機(jī)，所以中間有三個(gè)小時(shí)的時(shí)間還是繼續(xù)運(yùn)行的。這個(gè)案例來講沒有問題，但是對(duì)于前一個(gè)案例如果沒有停機(jī)就壞了。

 

　　這個(gè)是和氣動(dòng)不平衡有關(guān)的案例。在這個(gè)案例可以看到二號(hào)葉片也就是藍(lán)色的葉片在剛啟動(dòng)的時(shí)候和另外兩支是一致的，但是隨著時(shí)間的發(fā)展，越運(yùn)行它的振幅和另外兩個(gè)差異非常大，所以這實(shí)際上就是它變槳了，或者是角度不平衡，有問題的，當(dāng)然具體是變槳問題還是其他的問題需要二次檢查。

 

　　這個(gè)也是變槳故障的案例。這個(gè)有個(gè)時(shí)間軸2016年7月2日到13日，從時(shí)好時(shí)壞到最后完全壞了，整個(gè)故障發(fā)生的過程里，實(shí)際上我們是提供過幾次信號(hào)，比如說第一次會(huì)告訴你它受傷了，我們要不要去醫(yī)院看一看，那可能它沒有看，就繼續(xù)用，后來傷得越來越嚴(yán)重，不可救藥了，這個(gè)時(shí)候必須要停下來，后面2月23號(hào)以后直線的一段實(shí)際上就是修的過程，最后那一段實(shí)際上是修好了，再次運(yùn)行的時(shí)候基本上就恢復(fù)正常了。

 

　　這個(gè)是和防腐層脫落有關(guān)的案例。就和膠帶一樣慢慢脫膠了，差不多用了三個(gè)小時(shí)的時(shí)間脫落掉了。

 

　　這個(gè)案例是傳動(dòng)鏈其他的案例，比如說齒輪箱它的小故障的問題，在我們的經(jīng)驗(yàn)值或者是數(shù)據(jù)模型里，我們的三個(gè)葉片它的運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)該是下面這張圖，但是實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)是上面那個(gè)比正常狀態(tài)要高十倍，但是我們的比對(duì)邏輯里哪支壞，哪支沒壞應(yīng)該是有邏輯的，上面這個(gè)是三支差不多沒問題，但是和我們的數(shù)據(jù)模型偏差特別大，這個(gè)就是傳動(dòng)鏈的問題，主要是齒輪箱的一個(gè)阻力控制參數(shù)它有問題，實(shí)際上就是發(fā)生了一種共振。

 

　　這個(gè)案例也差不了太多，實(shí)際上也是變槳軸承的問題，這個(gè)時(shí)間跨度更長，快15個(gè)月，第一次檢測到變槳軸有異常，但是這里看到幅值沒有特別大，沒有要求你必須停機(jī)檢查，但是我們會(huì)明確給出一個(gè)損傷信號(hào)，還是那句話，傷了你要不要救？不要救還要發(fā)電那就繼續(xù)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)了差不多15個(gè)月的時(shí)間不行了，這個(gè)時(shí)候讓你必須要治，不治的話會(huì)出大問題，所以我們這里有一個(gè)非常明確的閾值。后來有一個(gè)修復(fù)的過程，修復(fù)完了以后是這樣了。這個(gè)曲線圖非常長，所以15個(gè)月放大了以后就這樣。

 

　　有很多修復(fù)的成功案例，這主要不管是主機(jī)廠還有業(yè)主朋友都有一個(gè)需求，就是裝了這個(gè)系統(tǒng)，我到底能有什么樣的收益，我有什么好處我才去用，我們會(huì)有很多的案例來支撐這個(gè)數(shù)據(jù)，就是我們裝了這套系統(tǒng)，實(shí)際上它的總體收益是大于你的投入的。節(jié)約的金額都是歐元計(jì)，對(duì)于國內(nèi)來講應(yīng)該是不太適用，國內(nèi)應(yīng)該比這個(gè)便宜得多。這套系統(tǒng)差不多2018年正式來到中國做推廣，應(yīng)該之前幾乎所有的項(xiàng)目大部分都在歐洲本土，差不多有9千多套的機(jī)器的監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)，超過25個(gè)國家進(jìn)行過安裝，主流OEM廠家和運(yùn)營商的選擇包括表配、選配基于項(xiàng)目合作。也經(jīng)過了LG認(rèn)證。我們也有自己的協(xié)議，因?yàn)檫@些東西對(duì)于我們的主機(jī)廠或者是業(yè)主來講可能有一些問題，但是有些數(shù)據(jù)是可以秀出來的，單機(jī)容量現(xiàn)在可以裝到12MW，葉片長度最多可以超過100米，這是我們實(shí)際裝過的機(jī)器。這是可視化界面看到你所有的風(fēng)廠，因?yàn)槟阌泻芏鄠€(gè)風(fēng)場，有多個(gè)風(fēng)機(jī)，我們可以看到多個(gè)風(fēng)機(jī)上面的狀態(tài)。

 

　　對(duì)于國內(nèi)客戶的需求，我們其實(shí)做過深入的分析和研究，我們也是要求做本土化的適應(yīng)和本土化的服務(wù)。客戶的要求你們是在線我們就在線，要求離線我們就離線，我們的方案都有。比如說增值的服務(wù)比如說月報(bào)也好或者是分析報(bào)告也好，這在歐洲都是有的，在我們國內(nèi)也是有的。

 

　　這套系統(tǒng)有一些核心的競爭力，競爭力在什么地方？一個(gè)是這套系統(tǒng)完全是我們自己去做的，包括硬件和軟件，完全自己來做，我也去和他們做過一些學(xué)習(xí)，比如說傳感器的選擇，比如說無線信號(hào)的選擇，這些都是有嚴(yán)格規(guī)范的，高頻段、中頻段、低頻段的狀態(tài)到底怎么樣是有嚴(yán)格的要求和規(guī)范的。第二個(gè)就是我們經(jīng)過驗(yàn)證，可以自豪地說這是世界上第一個(gè)做風(fēng)機(jī)的，還是世界上最大的一家做這種風(fēng)機(jī)的，所以大家用起來可以完全地放心。2019年9月10日也就是下個(gè)月在德國有一個(gè)展會(huì)，就是德國的風(fēng)能展，兩年一屆，漢堡也是兩年一屆，他們好像是一年一次，我們也會(huì)展出很多的內(nèi)容，包括我們新的葉片監(jiān)控系統(tǒng)還有我們的螺栓的監(jiān)控，還有螺母的監(jiān)控還有一些LED燈等等和電相關(guān)的。在座的肯定有人會(huì)去參加，我也希望大家有機(jī)會(huì)去我們展臺(tái)看一看，他們有兩場主題的演講，一個(gè)是在9月10日12點(diǎn)，一個(gè)是11日的一點(diǎn)半。我們是在5號(hào)展館32號(hào)展位。這個(gè)主要是介紹我們的系統(tǒng)其實(shí)都是工業(yè)分析范疇里的一部分，我們的目的第一是要檢測異常 ，第二我們要定位異常在哪兒，第三我們希望做到可預(yù)測性的維護(hù)，做到這三點(diǎn)你的分析就非常有意義，這實(shí)際上對(duì)我們整個(gè)的運(yùn)營還有生產(chǎn)都是有非常大的幫助。

 

　　我的演講就到這里，謝謝大家。

 

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