馬金國——風電齒輪箱油溫高限功率故障分析處理

　　近十年間，我國風電產業飛速發展，截至2013年第我國風電裝機容量已經超過9100萬千萬，功率從幾百千萬到6MW不同級別，區域從陸地到近海共計近7萬臺投入運行，根據行業內整機2至3年質保期、核心部件5年質保期的慣例，整機維護工作己陸續由整機廠轉交給風場業主，而業主維護人員對整機的日常維護和故障處理的經驗往往比較欠缺，對風機的各種故障不能及時準確的判斷，導致故障進一步惡化甚至整機或者部件的損壞停機，造成經濟損失和不良影響，齒輪箱油溫高限功率是風機日常運行過程中故障率相對較高的故障之一，由于其起因的復雜性、隱蔽型往往很難診斷，給現場維護人員造成很大困擾，為了確保風機的平穩運行，保證發電時間、提高發電量，解決此問題已迫在眉睫。

　　1.故障分析

　　產生油溫高限功率的原因有兩個方面：一、齒輪箱產生過多的熱量，額度的冷卻能力不能散失多余的熱量，熱量集聚進而表現為溫度升高；二、齒輪箱產生的熱量正常，冷卻能力先天設計不足或后期使用中能力下降，不能將額度的熱量帶走，熱量集聚進而表現為溫度升高。齒輪箱設計階段根據IS06336-5:2008/IS0281-2007/GL2010/AGMA6006-2003等行業內設計標準計算出齒輪箱內部由于各級齒輪嚙合和各個位置軸承運轉產生的熱量，以及行星機構攪油所產生的熱量，在計算的基礎上留有一定的安全系數，選擇合適的冷卻油流量和總油量，冷卻器的選擇也是根據相應的標準選擇合適的冷卻電機功率、排風量、冷卻器散熱面積等相關參數，并在計算的基礎上留有一定安全系數，確保熱量可以被帶走。在試驗臺驗證分別對齒輪箱的工作效率和冷卻器的冷卻能力進行了試驗驗證，結果顯示理論設計與實際運轉是一致的。

　　在風場風機實際運轉過程中，由于環境復雜，存在很多不可控因素，為了保證齒輪箱的運轉性能，風機整機控制系統設置當齒輪箱內部油池潤滑油溫度達到75。C時，或者軸承溫度達到90℃時，風機自動報警并降低為額度功率的25%運行，以確保潤滑油可以在齒輪嚙合時產生一定的油膜厚度，保護輪齒不被過度磨損，在風機實際運行過程中由于各種原因誘發油溫超過報警值，風機自動降功率運行。

　　2.故障原因

　　2.1.1風力發電機組安裝位置往往在高山、荒野、隔壁、等風口處的七十多米高空，由于周邊植被覆蓋率很差，艙體的密封性不好，齒輪箱容易受到污染和腐蝕，如圖1,圖2所示，機艙內主機架、齒輪箱和冷卻風扇上也附著大量塵土，如圖3,圖4所示，再加上齒輪箱存在滲油、漏油等問題，潤滑油霧揮發彌漫在艙體內部，靜電浮塵加上油霧，粘附在冷卻風扇片上，導致冷卻能力大大降低，齒輪箱內潤滑油熱量不能及時散失，油溫升高超過報故障值，風機自動降功率運行。

　　圖1：戈壁灘上的風機

　　圖2：黃土高原上風機