Keep the blades turning. Condition Monitoring an Windenergieanlagen

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1 Keep the blades turning Condition Monitoring an Windenergieanlagen

2 Condition Monitoring an Windenergieanlagen Ihr unabhängiger Systempartner Technik und Service aus einer Hand Zustandsbasierte Instandhaltung an Windenergieanlagen (WEA) umfasst die Wartung, die Inspektion, das Messen und Bewerten der Istzustände sowie die eigentliche Instandsetzung der Anlage. Als Werkzeug der zustandsbasierten Instandhaltung ist Condition Monitoring Bestandteil von Langzeit-Servicepaketen einiger WEA-Hersteller und zwingende Voraussetzung für das Betreiben von Offshore-Windparks. Erfahren Sie hier, wie PRÜFTECHNIK-Lösungen die Verfügbarkeit und Profitabilität von Windenergieanlagen erhöhen und die Ausfallrisiken minimieren können. 2 Das sind unsere Stärken Online-Condition-Monitoring-Systeme (CMS) vom Germanischer Lloyd (GL) zertifiziert Monitoring Center GL-zertifiziert Rotorblätter auswuchten Condition Assessment - Anlagenzustand erfassen und dokumentieren Größenverteilung von Verschleißpartikeln im Schmieröl erfassen Verlagerungen aufzeichnen, Ausrichtvorgaben bestimmen

3 zahlt sich aus! Wirtschaftlichkeit ist die Maxime Längere Laufzeiten Niedrigere Instandhaltungskosten Niedrige Versicherungsprämien Geringere Lebenszykluskosten Höhere Anlagenverfügbarkeit Optimale Leistung Erhöhte Sicherheit Die Profitabilität einer Windenergieanlage wird von vier Faktoren bestimmt: mittlere Windgeschwindigkeit Vergütung pro kwh Verfügbarkeit der Anlage Kosten für Betrieb und Instandhaltung Während Sie auf die beiden ersten Punkte keinen Einfluß nehmen können, lassen sich Verfügbarkeit und Betriebskosten mit der richtigen Instandhaltungsstrategie positiv beeinflussen. Und hier kommt PRÜFTECHNIK ins Spiel: Online Condition Monitoring Systeme (CMS) erkennen mechanische und elektrische Defekte schon frühzeitig während des Betriebes und ermöglichen es, Stillstände für Reparatur und Wartung gezielt zu planen und vorzubereiten, um Folgeschäden zu vermeiden. 3 Hier steckt noch Einsparpotential Verfügbarkeit 96% Fixkosten (Hersteller, Bank,...) B & I Profit 95% Fixkosten (Hersteller, Bank,...) B & I Profit 0 B & I: Kosten für Betrieb & Instandhaltung % Gewinn bestehend aus: Einsparungen bei B & I Erhöhen der Verfügbarkeit Durch Condition Monitoring lassen sich die Kosten für Betrieb und Instandhaltung um bis zu 50% reduzieren. Dagegen hat die Anlagenverfügbarkeit einen geringeren Einfluss auf den Gewinn, da sie nur noch geringfügig erhöht werden kann. Die PRÜFTECHNIK-Systeme und das Monitoring Center sind zertifiziert Für die Überwachung und Bewertung Ihrer Windenergieanlagen kommen Messsysteme und Methoden zum Einsatz, die regelmäßig vom Germanischer Lloyd zertifiziert werden.

4 Condition Monitoring Systeme für Windenerg Unsere Stärken sind Ihr Vorteil! Wind mühlen sind komplexe Anlagen und ständig wechselnden Betriebsbedingungen ausgesetzt. Eine Zustandsüberwachung muß daher an die Besonderheiten des Anlagentyps angepasst sein und deren mögliche Betriebszustände berücksichtigen. Unsere Systeme erkennen anhand von Drehzahl und Leistung, in welchem Betriebszustand eine Anlage läuft und passen die Datenerfassung und Datenauswertung entsprechend an. Diese Flexibilität ermöglicht den Einsatz auf nahezu jedem Anlagentyp klein oder groß, drehzahl-konstant oder drehzahl-variabel, land- oder seegestützt. Global Player in der Windbranche vertrauen auf unser Know-how, und rüsten ihre Anlagen mit GL-zertifizierten Condition-Monitoring-Systemen von PRÜFTECHNIK aus. 4 Bewährt und zertifiziert: Hightech von PRÜFTECHNIK Mit VIBROWEB XP verfügt PRÜFTECHNIK über ein robustes und erprobtes Condition-Monitoring- Systeme zur Fernüberwachung und Diagnose von Windenergieanlagen (Onshore / Offshore). Die erste Generation von VIBROWEB XP ist zusammen mit der OMNITREND Condition Monitoring Software bereits 2005 vom Germanischer Lloyd (GL) für den Einsatz an Windturbinen zertifiziert worden. Den Einsatz zerti fizier ter Systeme honorieren Versicherungen mit günstigen Prämien. Online-CMS VIBROWEB XP überwacht am Triebstrang die von GL empfohlenen Messstellen Der tragbare VIBXPERT ist ideal für Offline-Diagnosen und Betriebswuchten. Die PRÜFTECHNIK Produktpalette Tragbares Condition Monitoring System (CMS) VIBXPERT für Diagnosemessungen vor Ort Online CMS VIBNODE für drehzahl-konstante WEA bis 1,5 MW Online CMS VIBROWEB XP für drehzahlvariable WEA Online CMS VIBROWEB XP Offshore für Offshore WEA Online CMS VIBRONET Signalmaster für Prototypen inkl. Event-Recording und Rainflow- Klassierung Online Partikelverteilungszähler WEARSCAN- NER überwacht Abrieb im Öl mit patentierter Wirbelstrom-Technologie VIBROWEB XP Stand-alone System: kein PC zur Signalverarbeitung und Datenspeicherung notwendig Kontinuierliche Datenerfassung Zustandsüberwachung auf Basis breit ban di ger und/ oder frequenzselektiver Kennwerte Echtzeit-Datenanalyse unter Berücksichtigung unterschiedlicher Betriebszustände Analysefunktionen: Hüllkurve, Ordnungsspektrum, Cepstrum Einfache Installation, robuste und industrietaugliche Komponenten Kommunikation: TCP/IP, Modbus TCP Datenversand und Alarmierung per Blitzschutz

5 ieanlagen Hohe Diagnosesicherheit mit standardisierten Messstellen Speziell für die Windindustrie entwickelte Beschleu - nigungs auf nehmer erfassen auch niederfrequente Signalanteile (bis 0,1 Hz) vom Rotor und vom Hauptlager. 5 Verschleiß frühzeitig erkennen WEARSCANNER -Partikelzähler jetzt neu mit patentiertem Messverfahren WEARSCANNER erfasst die Partikelgrößenverteilung im Schmieröl. Veränderungen in der Größenverteilung der Verschleißpartikel sind ein früher Indikator für sich entwickelnde Oberflächenschäden. Um die Diagnosesicherheit bei langsam laufenden Wälzlagerungen und Planetenstufen zu erhöhen, überwachen wir bei druckumlaufgeschmierten Getrieben zusätzlich die Partikelgrößenverteilung im Schmier öl. Zum Einsatz kommt dabei der neuartige WEARSCANNER - Sensor mit Wirbelstrom-Technologie. VIBXPERT Datensammler, Analysator und Auswuchtgerät Zwei simultane Messkanäle für Spannung, Strom, ICP-Signal, LineDrive-Signal Je ein Eingang für Temperatur und Keyphaser Kennwertbildung im Zeit- und Frequenzbereich (breitbandig, frequenz-selektiv) Analysefunktionen: Hüllkurve, Ordnungsspektrum, Cepstrum, Orbit Handlich und robust Lange Betriebszeiten (> 8h) Großer Messdatenspeicher (2 GB CF-Karte) Option: Messvorlagen für alle Anlagentypen WEARSCANNER Größenabhängige Zählung und Klassierung der Partikel Größenklassen einstellbar (nach ISO 16232) Kleinste detektierbare Partikelgröße: 50µm Kontinuierliche Überwachung mit integrierter Signalverarbeitung Ringspeicher Geeignet für alle Schmieröle Temperatur des Öls wird mit erfasst Niedrige und hohe Fließgeschwindigkeiten Kommunikation: Modbus TCP Blitzschutz Wartungsfrei

6 Profitieren Sie von 10 Jahren Erfahrung Daten intelligent aufbereiten und verfügbar machen Unsere Online-CMS verfügen über automatisierte Abläufe, die im Routinebetrieb die Auswertung der Messdaten übernehmen. In regelmäßigen Abständen informieren sie den Betreiber über den Zustand seiner Anlagen auf Basis der ermittelten Kennwerte. Kritische Zustände werden direkt an einen Diagnose-Experten gemeldet, der eine tiefergehende Analyse durchführen kann. Der Versand und die Verteilung der täglich anfallenden Daten in die jeweilige Datenbank sind automatisiert. Gleichzeitig überwacht das System den Datenverkehr und meldet sich, wenn eine Anlage keine Daten geliefert hat. Anlagenzustand dokumentieren, Probleme erkennen 6 Regelmäßige Berichte geben dem Betreiber einen Überblick über den Zustand seiner Anlagen: Im Statusbericht wird der Ist-Zustand per Ampelanzeige visualisiert. Detaillierte Problemberichte enthalten Angaben zur Ursache erhöhter Schwingungen sowie konkrete, priorisierte Handlungsempfehlungen. Daten-Management im Überblick Automatische Erfassung, Aufbereitung und Auswertung der Messdaten im CMS Zeit- und ereignisgesteuerte Datenarchivierung auf einem Server Überwachung des Datenversands Automatisches Einlesen der Daten in die Datenbank Automatische Alarmierung bei Grenzwertüberschreitung via , SMS Fernzugriff auf das CMS über eine geschützte Internetverbindung Bereitstellung kundenspezifischer Berichte auf einem geschützten Server im Internet 24/7-Komplettlösung: Daten-Management und -Analyse rund um die Uhr verfügbar PRÜFTECHNIK als Partner: Typische Leistungen im Überblick Erstellung eines Überwachungskonzepts Telediagnose durch erfahrene Experten Beratung bei anspruchsvollen Schwingungsdiagnosen Unterstützung beim Einrichten eines eigenen Monitoring Centers

7 Das PRÜFTECHNIK Monitoring Center: Diagnosequalität mit Zertifikat Das PRÜFTECHNIK Monitoring Center ist seit 2007 zertifiziert. Das PRÜFTECHNIK Monitoring Center betreut im Kundenauftrag mehrere hundert Anlagen weltweit. Hochqualifizierte und erfahrene Diagnose- Spezialisten untersuchen die per -anhang eingehenden Messdaten auf signifikante Zustandsveränderungen (TeleMonitoring, Level 1), identifizieren deren Ursachen (TeleDiagnosis, Level 2), beurteilen den Maschinenzustand (Level 3), und machen Vorschläge zur Verbesserung der Anlagensicherheit. 7 Auf Basis modernster FMEA-Methoden erkennen unsere Spezialisten mögliche Schwachstellen in einem Windpark und passen die Überwachungsroutinen individuell an. Mehrere tausend Windenergieanlagen lassen sich so mit vertretbarem Aufwand zuverlässig betreuen. Monitoring Center im Überblick: Systemkonfiguration und Inbetriebnahme Datenerfassung und Datenarchivierung Auswertung und Telediagnose Erstellung von Berichten zum Anlagenzustand Alarmhandling Entwicklung effizienter Überwachungskonzepte auf Basis von FMEA FMEA Methode im Überblick FMEA (engl. = failure mode and effects analysis), deutsche Übersetzung Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse) eine Methode, mit der man potenzielle Schwachstellen analysiert und Wege findet diese abzustellen. weltweit anerkannte und bewährte Methode zur Fehleranalyse und Qualitätsoptimierung mit dem Ziel, Fehlerkosten so weit wie möglich zu reduzieren.

8 PRÜFTECHNIK-Spezialisten für Sie vor Ort PRÜFTECHNIK setzt Standards Zur Überwachung des allgemeinen Schwingungszustandes wird VDI 3834 angewendet. In diesem Standard sind komponentenspezifische Frequenzbänder definiert und Empfehlungen für Warn- und Alarmschwellen gegeben. Unsere Diagnosespezialisten haben bei dieser Richtlinie mitgearbeitet und nutzen beim Tele-Monitoring die darin vorgeschriebenen Schwingungskennwerte. Die Erfahrung zeigt, dass drehfrequente Schwingungen die meisten Grenzwertüberschreitungen verursachen. Diese stammen häufig von einer Massenunwucht am Rotor oder einer fehlausgerichteten Komponente im Triebstrang. 8 Mit der VDI 3834 wird der Schwingungszustand der einzelnen Triebstrang-Komponenten beurteilt. Schwingung reduzieren Laufzeit verlängern Wechselnde Windverhältnisse verändern den Ausrichtzustand der Maschinenkomponenten in der Gondel während des Betriebes. Ausrichtfehler verursachen starke Schwingungen und führen zu vorzeitigem Lagerverschleiß und Getriebeschäden. Um die Rückstellkräfte in den Lagerungen zu minimieren, sind Ausrichtvorgaben notwendig. Mit dem temporär installierten Überwachungssystem PERMALIGN werden Ausrichtveränderungen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit aufgezeichnet und daraus die Vorgaben für eine optimale Ausrichtung bestimmt. Zum Ausrichten der Triebstrangkomponenten kommen unsere laser-optischen Ausrichtsysteme zum Einsatz (z. B. OPTALIGN smart). Rückstellkräfte in den Lagerungen 0 0 Windgeschwindigkeit Mit PERMALIGN wird die Ausrichtung im gewünschten Bereich der Windgeschwindigkeit optimiert. Laser-optisches Ausrichten der Generator- und Getriebewellen

9 Auswuchten von Rotorblättern nach Gütestufe G16 * Rotorblattunwuchten verursachen starke, niederfrequente Schwingungen. Zum Auswuchten setzen unsere Spezialisten das tragbare PRÜFTECH- NIK-CMS VIB XPERT sowie speziell entwickelte Beschleunigungssensoren für sehr langsam drehende Maschinen ein. VIBXPERT verfügt über effiziente Auswuchtfunktionen und ermöglicht lange Messzeiten wie sie auch von der VDI 3834 gefordert werden. Zulässige Restunwucht bei Rotorblättern entsprechend DIN ISO * bei Gittermasttürmen nach Gütestufe G 6,3. Häufig gestellte Fragen zum Auswuchten Zum Auswuchten können Testgewichte mit Spanngurten am Rotorblatt befestigt werden. Was sind die Ursachen einer Massenunwucht? -> Reparaturen nach Blitzeinschlag, eindringende Feuchtigkeit, Ablösen der Schutzschicht,... Welchen Nutzen habe ich als Betreiber / Hersteller? -> Verschleiß in den Wälzlagerungen und im Getriebe reduzieren, Verfügbarkeit der Anlage erhöhen -> Rotor-drehfrequente Schwingungen auf zulässige Werte beschränken (VDI 3824) Welche Methoden werden eingesetzt? -> Betriebswuchten mit VIBXPERT : 1) Testmasse anbringen, 2) Einfluß der Testmasse messen, 3) Ausgleichsmasse anbringen, 4) Kontrollmessung -> Auswuchtgütestufe G16 als Zielmarke Wie hoch sind Aufwand und Dauer? -> Auswuchtspezialist + VIBXPERT -> Ein Werktag

10 Vor-Ort-Service rund um die Uhr Wertvolle Dienste erweisen wir Herstellern, Betreibern und Monteuren mit unseren vielfältigen Serviceleistungen. Erfahrene Prüftechniker sind zur Stelle, wenn sie gebraucht werden... während der Errichtung einer Anlage bei der Montage von Austauschkomponenten während der Betriebsphase bei der Revision Ist rasches Eingreifen vor Ort notwendig, steht das PRÜFTECHNIK-Serviceteam rund um die Uhr auf Abruf bereit. Unzählige erfolgreiche Einsätze zeigen, dass rasches und richtiges Handeln entscheidend ist, um eine Anlage schnell wieder ans Netz zu bringen. 10 Ansprüche sichern mit Condition Assessment Vor Ablauf der Garantiezeit interessieren sich Betreiber und Hersteller für eventuell vorhandene Schädigungen der Komponenten. Mit Diagnosemessungen, Ausrichtüberprüfungen und Ölanalysen wird der Anlagenzustand erfasst und dokumentiert. Condition Monitoring-Partner-Konzept (CPK) Unter dem Motto Sie messen wir werten aus unterstützen wir Sie bei der mobilen Triebstrangprüfung vor Ort: Nach einer Einweisung in die Bedienung der bereitgestellten mobilen Messgeräte, führen Sie als Betriebsführer mehrmals jährlich die gemeinsam verabredeten Schwingungsmessungen durch. Die gesammelten Daten werden dann durch die Spezialisten im PRÜFTECHNIK Diagnostic Center ausgewertet und im Internet bereitgestellt. Diagnosemessung mit VIBXPERT

11 Montage mit Präzision Bei der Montage einer Anlage sind planparallele Oberflächen an den Flanschen der Turmsegmente und der Rotornabe wichtig. Mit dem laser-optischen LEVALIGN System vermessen unsere Servicetechniker die Oberflächenprofile der vertikalen und horizontalen Flansche, bevor die Komponenten zusammengesetzt werden. 11 In der 3-D-Ansicht der LEVALIGN -Messergebnisse werden Abweichungen von der Toleranz sichtbar Serviceleistungen im Überblick: Mobile Diagnosemessungen zur Lokalisierung von Fehlerursachen (Schwingungszustand, Schallmessungen, etc.) Laser-optisches Ausrichten des Triebstranges Vermessung der Ebenheit von Fundament und Flansche während der Errichtungsphase Überwachung der Ausrichtzustände unter Betriebsbedingungen zur Bestimmung von Ausricht vorgaben Drehmomentmessungen mit Überlast-Monitoring und Erkennung von Last-Kollektiven Temporäre Telediagnose zur Lokalisierung transienter Ereignisse Fernüberwachung der Anlage und regelmäßiger Schwingungsdiagnose-Service. Bereitstellung der Ergebnisse als Bericht oder via Internet. Auswuchten von Rotorblättern Condition Assessment: Begutachtung, Inspektionen, Dokumentation des Anlagenzustandes Condition-Monitoring-Partner-Konzept (CPK): Sie messen, wir werten aus.

12 PRÜFTECHNIK Ihr unabhängiger Systempartner Kompetenz durch viel Erfahrung 10 Zehn Jahre und mehr ist PRÜFTECHNIK in der Windbranche tätig. 100 Hunderte Windenergieanlagen weltweit werden vom PRÜFTECHNIK Monitoring-Center überwacht Tausende Windenergieanlagen weltweit sind mittlerweile mit PRÜFTECHNIK-Systemen ausgerüstet Millionen Kilowattstunden Strom können unsere Kunden zusätzlich ins Netz einspeisen, da ihre Anlagen seltener außerplanmäßig stillstehen. Weltweite Präsenz Vertriebspartner und Distributoren für PRÜFTECH- NIK-Produkte und -Dienstleistungen finden Sie auf allen fünf Kontinenten in über 70 Ländern darunter 14 Länder mit eigenen PRÜFTECHNIK- Tochtergesellschaften. Alle Kontaktdaten finden Sie aktuell auf unserer Website. Copyright 2010 by PRÜFTECHNIK AG. ISO 9001:2008 certified. VIBROWEB, VIBNODE, VIBXPERT, LEVALIGN WEARSCANNER, PER- MALIGN und ROTALIGN sind eingetragene Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Irrtümer und Kon struk tions änderungen, insbesondere im Sinne technischer Weiterentwicklung vorbehalten. Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung der PRÜFTECHNIK AG. Gedruckt in Deutschland. LIT DE PRÜFTECHNIK Condition Monitoring GmbH Oskar-Messter-Str Ismaning Tel: Fax: Ein Unternehmen der PRÜFTECHNIK-Gruppe

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