風(fēng)電機組的潤滑磨損狀態(tài)監(jiān)測與視情維護

1 前言
　　2003年以來，我國的風(fēng)電裝機容量得到快速增長，目前已經(jīng)突破了900萬千瓦。在裝機容量節(jié)節(jié)攀升的同時，風(fēng)電機組的運行維護也開始受到重視。風(fēng)電業(yè)主關(guān)心風(fēng)機的生產(chǎn)率，運維人員關(guān)心風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性。資料顯示，歐美風(fēng)電行業(yè)20年來總投資的65%~90%都消耗在運行維護上，而非計劃停機又占據(jù)了其中的75%。國際工程保險協(xié)會支付給丹麥風(fēng)電業(yè)的理賠費用中的40%是由于機械故障，主要是齒輪箱與軸承的故障。
　　由于風(fēng)力發(fā)電機因其設(shè)備昂貴，工作環(huán)境惡劣、地點偏遠，設(shè)備的高度較高，維修保養(yǎng)工作十分不便，當(dāng)發(fā)生潤滑故障，風(fēng)電場必需支付設(shè)備調(diào)配費用、能源生產(chǎn)損失、每千瓦時猛增的費用、更換部件時的延誤費用。因此，確保可靠穩(wěn)定的長周期運轉(zhuǎn)，加強平時主動維護，避免被動維修是最核心的要求。對風(fēng)電機組的潤滑磨損狀態(tài)進行檢測，并在此基礎(chǔ)上開展視情維護對風(fēng)電場的長期效益有著非常積極的作用。
　　廣州機械院八十年代初期就開始進行機械設(shè)備潤滑與磨損狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用研究，是國內(nèi)最早從事該項技術(shù)研究和推廣應(yīng)用的單位，成為國內(nèi)著名的油液監(jiān)測技術(shù)服務(wù)機構(gòu)。從2006年開始與多家風(fēng)電設(shè)備廠商與風(fēng)電業(yè)主開展合作，通過油液監(jiān)測技術(shù)對風(fēng)電設(shè)備潤滑磨損狀態(tài)監(jiān)測與故障分析，為眾多風(fēng)企業(yè)的設(shè)備潤滑管理、狀態(tài)維護及故障診斷提供了有力的技術(shù)支持，同時也積累了大量的診斷經(jīng)驗與監(jiān)測案例。本文介紹了風(fēng)電機組的潤滑磨損特點，以及該院在風(fēng)電行業(yè)油液監(jiān)測方面的經(jīng)驗與案例，與國內(nèi)的風(fēng)電同行分享。

　　2  風(fēng)電機組的潤滑特點
　　2.1 不同類型機組潤滑特點
　　（1）雙饋式風(fēng)機
　　雙饋式風(fēng)力發(fā)電機采用的是交流勵磁電機，由于這種電機的發(fā)電轉(zhuǎn)速比風(fēng)機風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速要高很多，二者轉(zhuǎn)速不匹配，所以這種技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機上都需要配備增速齒輪箱，如圖1所示。
　　雙饋式風(fēng)機潤滑部位包括齒輪箱、液壓剎車系統(tǒng)、葉片軸承、主軸承、發(fā)電機軸承、偏航系統(tǒng)軸承、偏航齒輪等。

　　（2）直驅(qū)式風(fēng)機
　　直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機采用永磁同步發(fā)電機，主要特點是直徑小、重量輕，是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動發(fā)電機，亦稱無齒輪風(fēng)力發(fā)動機，這種發(fā)電機采用多極電機與葉輪直接連接進行驅(qū)動的方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件，如圖2所示。
　　直驅(qū)式風(fēng)機潤滑部位包括主軸承、發(fā)電機軸承、葉片軸承、液壓剎車系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)軸承等。

　　2.2 風(fēng)電機組的主要部件的潤滑要求及油脂性能要求
　　（1）增速齒輪箱
　　齒輪箱是雙饋式風(fēng)力發(fā)電機的主要潤滑部位，用油量占風(fēng)力發(fā)電機用油量的3/4左右。齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速（600kW的風(fēng)力發(fā)電機通常為27r/min）變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉(zhuǎn)速（通常1500r/min），多采用油池飛濺式潤滑或壓力強制循環(huán)潤滑。
　　由于風(fēng)力發(fā)電機多安裝在偏遠、空曠、多風(fēng)地區(qū)，如我國的新疆、內(nèi)蒙古及沿海等地區(qū)，增速齒輪箱的工作環(huán)境溫度變化大，沿海濕度大，加上較大的扭力負荷及負荷不恒定性，同時風(fēng)場一般處于相對偏遠的地區(qū)，維修不便，因此要求風(fēng)機齒輪油具有良好的極壓抗磨性能、熱氧化穩(wěn)定性、水解安定性、抗乳化性能、粘溫性能、低溫流動性能以及較長的使用壽命，還應(yīng)具有較低的摩擦系數(shù)以降低齒輪傳動中的功率損耗。