Mai multă putere, mai eficient: Cum transformă TRB-urile industria eoliană

În calitate de manager al creșterii strategice a energiei eoliene, sarcina lui Marlé Fernandes este să mențină Timken în fruntea tranziției mondiale către surse regenerabile.

Timken este o companie condusă de inginerie, care prosperă pe inovație, iar tendințele indică o nevoie din ce în ce mai mare de rulmenți cu role conice (TRB) în turbinele eoliene – tehnologie pe care inginerii Timken au petrecut mai mult de un secol perfecționând-o.

Fernandes își petrece timpul evaluând macrotendințele de pe piață și apoi asigurându-se că inginerii Timken au resursele și tehnologia la locul lor pentru a ajuta producătorii de turbine eoliene și clienții operatori să conducă într-o industrie extrem de competitivă.

O industrie în continuă creștere și evoluție

Macrotendințele nu sunt greu de identificat. „Energia eoliană este în creștere. Suntem optimişti”, spune Fernandes. „Există un impuls uriaș în jurul energiei regenerabile, iar vântul este un mare pilon al acesteia.” Pe măsură ce actorii corporativi promovează noi obiective de mediu, sociale și guvernanță (ESG) și responsabilitate socială corporativă (CSR), ei se bazează pe sursele de energie regenerabilă pentru a le ajuta.

Dimensiunea fizică a turbinelor eoliene este, de asemenea, în creștere, deoarece cu cât turbina este mai mare, cu atât este mai eficientă producția de energie. „Toată lumea face toate eforturile ca să lanseze următoarea turbină cea mai mare”, spune Fernandes. „Pe măsură ce lucrăm la una, se lansează alta. Este o piață foarte agresivă.”

La sfârșitul zilei, acele turbine enorme trebuie să se dovedească extrem de fiabile, spune ea. „Regenerabilele trebuie să producă un cost bun, accesibil la electricitate pentru a concura cu orice altceva, așa că fiabilitatea și costul sunt esențiale.”

Limitele SRB în poziția arborelui principal

Industria eoliană comercială de astăzi a început să descopere în Europa în anii 1990, când un rulment sferic cu role (SRB) ambalat pe două rânduri a ocupat poziția arborelui principal în majoritatea turbinelor. Proiectanții au anticipat o dezechilibru mare a rulmentului în timpul rafalelor de vânt, iar SRB-urile tratează bine dezalinierea.

Dacă înaintăm rapid până la mijlocul anilor 2000, turbinele atingeau o capacitate de mai mulți megawați, dar aranjamentul arborelui principal SRB înregistra rate mari de defecțiuni.

„Inginerii Timken s-au uitat la asta și au spus: „De fapt, SRB-urile sunt bune la dezaliniere, dar nu sunt bune la încărcarea axială”, spune Fernandes. „Încărcarea axială grea pe un SRB poate cauza deteriorarea rulmentului în sine și poate duce la transferul nedorit al sarcinii către următoarea componentă – în acest caz, cutia de viteze – sarcină pe care nu este proiectată să o primească.”

Timken a ajutat clienții pieței de schimb să prelungească durata de viață a turbinei prin acoperirea cu SRB a arborelui principal stratul ceramic ES302 rezistent la uzură al companiei. Inginerii Timken și-au construit, de asemenea, o reputație pentru a pune rulmenți fiabili cu role conice și cilindrice în cutiile de viteze ale turbinei.

Pe parcurs, au proiectat și Rulmentul interior dublu conic (TDI). pentru aplicații eoliene, care a oferit o soluție integrată pentru multe SRB-uri de arbore principal.

„Unii producători OEM încă montează turbine noi folosind rulmenți ultra-mari în intervalul de la patru până la șase metri”, spune Fernandes, „dar acele modele au preocupările lor. În primul rând, scara nu există. Cu acei rulmenți ultra-mari, te confrunți direct cu capacitatea de producție industrială. Doar că nu există atât de multe aplicații în lume care au nevoie de un inel de șase metri în diametru.”

Viitorul 2TS

Pe măsură ce turbinele au crescut în dimensiune, designerii OEM au descoperit că pot reduce și mai mult dimensiunea rulmenților prin creșterea distanței dintre cele două rânduri de rulmenți sub conducerea Timken. În loc să instaleze un rulment de pachet cu două rânduri, au început să proiecteze pentru rulmenți cu două rânduri, separați, ceea ce a făcut sistemul mai rigid și capabil să suporte sarcini mai mari. Acum, pe măsură ce turbinele cresc în dimensiune, rulmenții și componentele auxiliare pot rămâne dimensionate rezonabil și rentabile.

Deoarece producătorii de rulmenți proiectează cei doi rulmenți cu un singur rând independent unul de celălalt, ei pot stabili exact ceea ce are nevoie aplicația la fiecare punct de încărcare. „Designul cu doi rulmenți ne ajută să acoperim mult mai mult teren în ceea ce privește fiabilitatea. Un TRB este o soluție mai bună, deoarece îl puteți gestiona și proiecta la unghiul potrivit pentru a gestiona încărcările axiale și radiale”, spune Fernandes.

Timken a construit o afacere înfloritoare care deservește industria energiei eoliene – nu doar cu rulmenți, ci și cu cuplaje și sisteme automate de lubrifiere. „Poziția noastră în cota de piață a cutiilor de viteze este o dovadă că industria are încredere în noi”, spune ea.

Cu un interes din ce în ce mai mare pentru TRB-uri, în special pentru două simple conice (2TS) în pozițiile arborelui principal al turbinei, Fernandes se așteaptă ca reputația Timken pentru expertiza în domeniul energiei eoliene să se consolideze în următorul deceniu.

„Avem o poziție de lider de lungă durată în domeniul rulmenților cu role conice”, spune Fernandes. „Avem, de asemenea, o perspectivă unică – cu o viziune asupra diferitelor aplicații, diferite poziții în cutia de viteze și diferite linii de produse de transmisie a puterii. Acest context ne ajută să înțelegem în mod natural aplicațiile energiei eoliene, astfel încât să putem impulsiona în continuare inovația în sursele regenerabile”, spune ea.

________________________________________________________________________________

Proiectanții de turbine eoliene se conectează cu Timken pentru soluții tehnice pe întregul sistem de propulsie. Citiți despre cum capabilitățile companiei în cuplaje și alte componente de transmisie a puterii ajută la creșterea viabilității tehnice și economice a energiei eoliene.

Published: 2022/03/17