Alors que la tendance vers des éoliennes plus grandes continue de s’accélérer, la capacité des unités individuelles continue de battre des records ; actuellement, les unités terrestres dépassent les 15 MW, tandis que les unités offshore ont atteint plus de 25 MW. En tant que composant essentiel de la transmission d’une éolienne, le roulement principal est confronté à des conditions de fonctionnement de plus en plus exigeantes. Tout en recherchant une puissance de sortie maximale, garantir le fonctionnement stable à long terme du roulement principal sous des charges complexes est devenu un indicateur clé de la fiabilité globale de l’éolienne et détermine directement l’efficacité opérationnelle des parcs éoliens.
Une défaillance des roulements principaux peut déclencher une réaction en chaîne de pertes. La perte économique directe pour une seule unité dépasse un million de yuans, couvrant le remplacement des composants, les réparations de la boîte de vitesses et du générateur, les coûts de main-d'œuvre et de transport d'O&M, ainsi que la perte de production d'électricité due aux temps d'arrêt. Les pertes économiques indirectes, les risques pour la sécurité des équipements et les impacts sur la sécurité énergétique régionale qui en résultent dépassent de loin les pertes directes.
En réponse à la demande de l'industrie pour des roulements principaux d'ultra haute fiabilité, HKW a introduit le roulement à rouleaux cylindriques à trois rangées (3CRB). Avec sa conception structurelle découplée innovante et ses performances exceptionnelles, ce produit apporte une transformation technologique révolutionnaire à l’industrie de l’énergie éolienne.
I. Technologie de base 3CRB : conception structurelle découplée
Le 3CRB présente une conception découplée comprenant « une rangée de rouleaux radiaux verticaux et deux rangées de rouleaux axiaux horizontaux » qui est au cœur de sa avancée technique. Les trois rangées de rouleaux ont des fonctions clairement définies et fonctionnent de manière totalement indépendante, permettant un découplage complet des charges radiales, axiales et des moments de renversement, éliminant ainsi les effets de superposition des charges.
HKW Roulement principal 3CRB
Cette conception garantit que les contraintes de contact dans le chemin de roulement restent sous contrôle tout au long du cycle de fonctionnement, éliminant ainsi complètement le risque de défaillance dû à une charge inégale. Il aborde, au niveau structurel, les défis traditionnels auxquels sont confrontés les paliers principaux des éoliennes soumis à des charges de vent complexes, tels qu'une charge inégale du chemin de roulement, des contraintes de contact excessives et un effritement par fatigue.
II. Des avancées dans six dimensions clés : une solution globale aux défis communs
1. Défis liés aux charges composites --- Porteuses entièrement découplées
Pendant le fonctionnement du ventilateur, les charges de vent fluctuent rapidement ; ces charges combinées complexes peuvent facilement provoquer un désalignement des chemins de roulement principaux et des contraintes de contact excessives, ce qui peut conduire à un effritement par fatigue. En découplant complètement les charges radiales, axiales et de moment de renversement, le 3CRB élimine tout effet de superposition de charges, garantissant ainsi que les contraintes de contact sur les chemins de roulement restent constamment contrôlables. Cela atténue complètement le risque de défaillance causé par une charge inégale, permettant au roulement de gérer sans effort les demandes complexes et lourdes des éoliennes de grands mégawatts.
2. Défis du retrait à basse température --- Innovation structurelle
Si le roulement principal et l'arbre principal sont assemblés à l'aide d'un ajustement serré, la contraction du métal due aux températures froides dans les environnements nordiques extrêmement froids peut facilement entraîner des risques de défaillance tels que le glissement des bagues et l'usure des surfaces de contact. Le 3CRB présente une conception sans broche, avec ses bagues intérieure et extérieure reliées rigidement aux autres composants via des boulons à haute résistance. Cette innovation structurelle simplifie non seulement la chaîne d'entraînement, mais élimine également complètement le risque de défaillance associé aux ajustements serrés à basse température. Le 3CRB maintient des performances stables sur une large plage de températures allant de -40°C à +90°C, garantissant ainsi le fonctionnement stable tout au long de l'année des parcs éoliens dans les régions du nord.
3. Défis d'installation --- Dégagements définis en usine
En raison des conditions d'installation complexes sur les sites de ventilateurs, les erreurs d'installation et un mauvais réglage de la précharge sont souvent les principales causes de défaillance des roulements principaux au cours des premières étapes de fonctionnement. Le 3CRB est livré avec un dégagement prédéfini en usine, permettant une installation sans ajustements sur site de la coaxialité ou de la précharge. Il offre une tolérance élevée aux erreurs d'installation, éliminant efficacement les risques potentiels d'installation et réduisant considérablement la difficulté et le temps requis pour l'installation sur site.
4. Défis liés aux défaillances de lubrification --- Systèmes de lubrification automatique intégrés
Dans des conditions hivernales froides, la graisse a tendance à avoir une viscosité excessive et une mauvaise fluidité, ce qui peut entraîner une défaillance de lubrification des roulements principaux. Ce problème est particulièrement grave dans les parcs éoliens de haute altitude et du nord. Le 3CRB est équipé d'un système de lubrification automatique intégré ; sa conception de passage d'huile est adaptée aux exigences de lubrification indépendantes de trois rangées de rouleaux. Associé à une huile lubrifiante synthétique haute température, il assure une alimentation efficace en huile sur toute la zone de contact même à basse température, garantissant le fonctionnement normal des éoliennes dans des conditions météorologiques extrêmes.
HKW Roulement principal 3CRB
5. Le défi d’une exploitation et d’une maintenance inadéquates : surveillance complète de l’état
Les parcs éoliens sont largement répandus et l'absence de personnel de maintenance pendant les vacances peut facilement conduire à une progression irréversible de micro-dommages dans les roulements principaux. Le 3CRB intègre des capteurs complets de surveillance d’état qui permettent une surveillance à distance et en temps réel des vibrations, de la température et de la qualité du lubrifiant. Il fournit des alertes précoces sur les problèmes potentiels, empêche la détérioration rapide des micro-dommages, permet une maintenance prédictive et réduit les temps d'arrêt imprévus.
6. Défis liés à la défaillance des joints : joints multicouches intégrés
Dans les parcs éoliens offshore, la corrosion par brouillard salin et l'intrusion de sable et de poussière dans les régions du nord peuvent provoquer la défaillance des joints des roulements principaux, permettant ainsi une infiltration d'eau entraînant une émulsification de la graisse et une corrosion des chemins de roulement. Le 3CRB est doté d'une conception de joint multi-lèvres intégrée optimisée pour les vitesses circonférentielles élevées sur de grands diamètres. Les modèles conçus pour les environnements à basse température en mer et dans le nord sont équipés de structures de chauffage, de déshumidification et de trous de drainage, atteignant un indice de protection IP66 ou supérieur pour résister efficacement aux conditions environnementales difficiles.
III. Authentification à deux facteurs : établir la norme de l'industrie en matière de fiabilité
S'appuyant sur un siècle d'expertise en science des matériaux et sur le perfectionnement continu des processus de traitement thermique, la fiabilité exceptionnelle du HKW 3CRB a été rigoureusement testée dans des « conditions de laboratoire extrêmes » et des « conditions de fonctionnement difficiles du monde réel ».
Certification de laboratoire faisant autorité : dans les principaux laboratoires allemands, le 3CRB a établi de nouveaux records industriels pour des paramètres de performance clés tels que le contrôle de la déformation, les limites de charge et la durée de vie en fatigue, ce qui le rend parfaitement adapté aux exigences lourdes et à long terme des grandes éoliennes évaluées à 5 MW et plus.
Éprouvé sur le terrain avec zéro panne : les données opérationnelles à long terme des projets éoliens offshore européens confirment que même dans des environnements marins extrêmes caractérisés par des charges d'impact sévères et une forte corrosion par brouillard salin, le 3CRB maintient des performances à toute épreuve, établissant un record exceptionnel avec zéro panne de lot.
HKW Roulement principal 3CRB
IV. S'adapter aux environnements terrestres et marins pour redéfinir la valeur économique
Du sable et du vent des parcs éoliens terrestres aux fluctuations extrêmes de température, en passant par les embruns salés et les vagues déchaînées des parcs éoliens offshore, le HKW 3CRB fait preuve d'une adaptabilité exceptionnelle dans toutes les conditions d'exploitation.
Maximisation des économies de coûts et de l'efficacité : réduisez considérablement les temps d'arrêt imprévus et les coûts de maintenance fréquents des éoliennes, tout en améliorant considérablement la disponibilité de la production d'électricité.
Compatibilité complète du cycle de vie : avec une durée de vie de conception supérieure à 20 ans, elle est parfaitement alignée avec les exigences de conception du cycle de vie complet des éoliennes, offrant véritablement « une installation unique, profitez d'une tranquillité d'esprit à long terme ».
V. Vision et perspectives : aligner la technologie et les avantages
À l'avenir, HKW continuera d'étendre son réseau mondial de services localisés, combinant un siècle d'expertise en ingénierie allemande avec une innovation de pointe pour fournir des produits qui dépassent les attentes de nos partenaires mondiaux. Nous nous engageons à aligner les avancées technologiques dans le domaine de l’énergie verte avec le succès commercial des acteurs de l’industrie, en travaillant ensemble pour construire un nouvel écosystème plus efficace et plus fiable pour l’industrie de l’énergie éolienne.
