SKF
Tuffa miljö, Tuffa lösningar Presented to SMD 2013 Presented by Tobias Finndin 09 April, 2013 Offshore Vindkraft “The maintenance of offshore wind farms is reported to be a challenging operation to tackle in order for the offshore wind farms to become competitive against other energy projects, as the O&M costs accounts for an average of 25% of the unit cost of energy produced.” Alexander Karyotakis, University College London http://discovery.ucl.ac.uk/1302066/1/1302066.pdf © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Offshore Vindkraft “Offshore O&M costs are estimated to be twice as much as onshore ~20.5% of life cycle costs of an offshore wind project Driven by frequent minor repairs or faults that are unknown” NREL, 2011 http://www.nrel.gov/wind/offshore_wind.html © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Några utmaningar för Offshore Vindkraft • Avstånd till land • Väderförhållanden • Dyra underhållsutrustningar (fartyg, kranar, helikopter) • Korta tidsluckor för underhåll • Svårplanerat underhåll? © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Några utmaningar för Offshore Vindkraft Avstånd till land: 2012 – snittavstånd 29km, längsta planerade 200km EWEA: European Offshore Statistics 2012 © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Några utmaningar för Offshore Vindkraft Väder Vindparker skall med fördel anläggas i s.k. goda vindområden. För Offshore Vindkraft innebär detta ofta extra väntetid och utmaningar vad gäller åtkomst för underhåll. Reaktivt underhåll blir dyrt. Tidsplanerat underhåll svårt att utföra på rätt tid. 30%-50% ”downtime” p.g.a väder (NREL, 2011) © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Några utmaningar för Offshore Vindkraft Dyra underhållsutrustningar (fartyg, kranar, helikopter) Specialfartyg mm är en trång sektor, dyra att använda. De är inte nödvändigtvis tillgängliga då behovet finns och kan ta tid att få på plats. Väderberoende, kan bli längre hyra/beläggning än väntat eller utebliven resurs Generellt höga prisnivåer i offshore-branschen (drivet av olja&gas) Dagshyran på ett offshorefartyg med lyftkapacitet är 10 ggr högre än motsvarande kranbil för landbaserad vindkraft (Offshore Windenergy Europe) http://www.offshorewindenergy.org/ca-owee/indexpages/Offshore_technology.php?file=offtech_p6.php © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Några utmaningar för Offshore Vindkraft Korta tidsluckor för underhåll På grund av väderförhållanden, avstånden till land och den relativt höga timkostnaden för fartyg, mm blir avsatt tid för underhållsarbete i offshore turbiner låg. I regel och bästa fall hinns bara det nödvändigaste med, sällan tid eller möjlighet att bygga bort grundorsaksfel. “For example, consider a bearing failure that causes a wind turbine to cease operation. With the corrective maintenance strategy, the bearing would be replaced and the wind turbine returned to service as quickly as possible, with only a modest attempt, if any, being made to determine the root cause of failure, which could prevent a recurrence. Inevitably, such maintenance practice may result in an increase in maintenance visits, thereby increasing costs.” Alexander Karyotakis, University College London http://discovery.ucl.ac.uk/1302066/1/1302066.pdf © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Några utmaningar för Offshore Vindkraft Svårplanerat underhåll? Ger god möjlighet att planera och hinna utföra kritiskt underhåll i tid. Högre löpande kostnad. Kan leda till långa stillestånd som äter upp vinsten Ger god tillgänglighet på parkerna, om väder och resurser tillåter schemat utföras © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Svårt att få effektivt, pga väder och tillgänglighet Komponenthaveri - statistik Elsystem Kraftsystem Blad Hydralik Generator Växellåda Bromssystem Axlar och lager Summary of onshore wind turbine component failure rates as percentage of total from all the databases for Germany. Different wind turbine power rating ranges are presented for each database to distinguish large and smaller onshore wind turbines. Alexander Karyotakis, http://discovery.ucl.ac.uk/1302066/1/1302066.pdf © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 … Komponenthaveri - statistik Växellådesfel, blad-lagring, växellådeslager, generatorlager, huvudaxelfel – de mest kritiska felen UpWind: http://www.upwind.eu/pdf/UpWind-WP7_Del-7p3p3_website.pdf © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Områden att angripa för att nå bättre lönsamhet Tre områden där SKF är aktiva inom Vindkraftsindustrin • Design för lättare naceller • Tillförlitlig offshore-drift • Minskade underhållskostnader © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Design för lättare Naceller SKF är en partner-leverantör mot vindturbiners hela livscykel, Vi arbetar kontinuerligt med att fånga upp och sprida information mellan faserna – vårt mål är att eliminera felorsakerna Idea © SKF Group Development Phase Launch Tobias Finndin, SMD 2013 Product Life Product life Scrapping cycle Design för lättare Naceller Lättare naceller underlättar vid montage och reparationer, samt påverkar tornstrukturen och fundament. Angreppsättet är att reducera komponenter samt att anpassa komponenterna mer för dess exakta funktioner och göra dem lättare. Exempel SKF Nautilus – ett dubbelradigt kullager som gör två lagers jobb. Konventionellt används två lager för att hantera radiella och axiella laster, nu behövs bara ett vilket i vissa fall helt eliminerar behovet av huvudaxel i turbinen. Resultat: Minskad vikt, ökad tillförlitlighet © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Design för lättare Naceller Exempel Självinställande lager Med ett självinställande lager som tar upp laster och fixerar i två dimensioner kan det andra lagret göras mer specifikt anpassat, i det här fallet ”tunnare” samtidigt som det kan ta upp större laster. Resultat: minskad vikt, ökad prestanda. © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Tillförlitlig drift Explorer Högkapacitetslager med svartoxid. Optimalt robust mot start och stopp, vilket annars ger en uppstartsperiod under vilken smörjfilmen byggs upp. Detta lager har en speciel ytbehandling som hanterar detta. Explorerlager har också lägre eneriförlust, längre service intervall, lägre vibrationsnivåer och är robust. Unikt tåligt mot salt och andra föroreningar. © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Tillförlitlig drift WindLub Rätt smörjning är centralt för tillförlitlig drift. Därutöver, i offshore är det avgörande med långa service intervall. Varje komponent har sina smörjkrav, ändå kan ett integrerat, centralt system användas, med smörjintervall över ett år samt omvärldskommunikation. © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Minskade underhållskostnader Tillståndsövervakning – WindCon • Möjliggör planerat underhåll med lång framförhållning - minskar risken med väderförhållanden, mm • Ger god insikt om generell turbinstatus © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Tillståndsövervakning ”fångar ovanliga ljud (vibrationer)” Outer ring defect © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Tillståndsövervakning gear mesh bearings unbalance Fångade frekvenser allokeras till relaterad komponent © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Tillståndsövervakning Vilka parametrar övervakas? noisier • trend värden (“machine noise“) noisy normal level • enskilda defektfrekvenser normal spectra defect spectra Vilka “komponenter” kan övervakas? • Uppriktning • Obalans • Axelskador • Kuggtandsdefekter • Lagerdefekter © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Minskade underhållskostnader Ger lång förvarningstid, 3-6 månader är vanligt. wear prewarning time (analysing, documentation, planning) breakdown x human sense x enveloping velocity / endoscopy exchang e parts damage x time measureable damage © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Exempel – begynnande vibrationsökning, skadeindikation Turbinstart 2001….. Övervakning inleds 090408 första skaderapport 090415 Turbinen stängs ned 090511 Lagerbyte “uptower” besparing SEK 2.200.000 relativt växellådeshaveri. © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Rotfelsanalys – för att åtgärda och eliminera felet Analysresultat: Möjlig skadeorsak Korrosion och möljigt statisk överbelastning. © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Summering Tuff miljö skapar kostsam drift för offshore Vindkraft Vind, vågor, salt, resursbrister, mm Tuffa lösningar ger robustare och tillförlitligare turbiner Lättare, Säkrare, Pålitligare, Rätt smorda, Rätt investeringar och kunskap möjliggör kostnadseffektivt underhåll och lönsammare vindparker till havs. © SKF Group Tobias Finndin, SMD 2013 Tobias Finndin Energy Segment Business Manager
© Copyright 2024