合成齒輪油在風(fēng)電中的應(yīng)用

　　（1）相比礦物油，合成油有著更長的使用壽命，這樣就大大減少了換油次數(shù)。風(fēng)電齒輪箱每次換油都需要停機(jī)，這就造成了發(fā)電效率的損失。在風(fēng)電應(yīng)用中，一般礦物油的換油時(shí)間在1 年以下，而合成油的使用時(shí)間則超過3 年。假定每臺(tái)機(jī)組每次換油都需要8 小時(shí)，那么對于一個(gè)安裝33 臺(tái)1.5MW 風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場而言，每次換油的總停機(jī)時(shí)間超過260 個(gè)小時(shí)。如果按照每千瓦時(shí)0.5 元的上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算，一次換油整個(gè)風(fēng)電場的發(fā)電損失就達(dá)20 萬元。這意味著使用合成油在其使用壽命中，只因減少換油停機(jī)方面就能給用戶帶來40 萬元的利益。
　　（2）齒輪箱的機(jī)械能量損失可以分為兩大類：一類是負(fù)載損失，主要是由于金屬部件之間摩擦導(dǎo)致的，這個(gè)能量消耗和負(fù)載成正比，與潤滑油的摩擦系數(shù)相關(guān)；另一類是無負(fù)載損失，主要來源于齒輪在油中攪動(dòng)受到阻力產(chǎn)生的能量損失，與負(fù)載無關(guān)，而與潤滑油的粘度相關(guān)。如本文前面所述，合成油比礦物油的摩擦系數(shù)更小（小20％左右），這樣就能夠減少負(fù)載情況下的摩擦能耗。在FZG 實(shí)驗(yàn)機(jī)上通過FVA 方法測試，Omala S4 GX 比Omala S2G 的能耗損失要降低15% 左右。而另外有研究表明，在實(shí)際應(yīng)用中用合成油能在每級(jí)齒輪傳動(dòng)中降低能耗至少0.5%。無負(fù)載的能耗損失和潤滑油的粘度相關(guān)，粘度越大能耗越大。對于在無負(fù)載的冷啟動(dòng)情況下，由于合成油具有更高的粘度指數(shù)，比同樣粘度級(jí)別的礦物油在低溫下具有更小的粘度，這樣就能大大降低由于攪動(dòng)造成的能量損失。
　　（3）風(fēng)電機(jī)組從低溫下停機(jī)重新啟動(dòng)的過程是其發(fā)電效率和能源效率最低的時(shí)候。因?yàn)閺牡蜏叵聠?dòng)，首先需要通過齒輪箱的加熱器對齒輪油進(jìn)行加熱，只有油溫到達(dá)一定程度的時(shí)候才能起到潤滑作用，從而啟動(dòng)機(jī)組。因此在這個(gè)過程中，機(jī)組不僅無法生產(chǎn)電力反而需要從外部獲取電力來供應(yīng)其加熱裝置工作。同時(shí)，由于潤滑油在低溫下的流動(dòng)性差，無法通過大功率加熱器對其進(jìn)行加熱（根據(jù)ISO 標(biāo)準(zhǔn)要求，加熱器表面功率密度不能超過0.7W/cm2），整個(gè)加熱過程耗時(shí)很長。根據(jù)某機(jī)組制造商的報(bào)告，從–30℃開始加熱需要經(jīng)過10 多個(gè)小時(shí)才能到達(dá)滿負(fù)荷發(fā)電的狀態(tài)，而在此過程中機(jī)組的發(fā)電效率是非常低的。所以，如果盡可能的縮短冷啟動(dòng)時(shí)間是每個(gè)機(jī)組制造商急需解決的問題。在這方面，合成油顯然比礦物油有更顯著的優(yōu)勢。因?yàn)椋环矫婧铣捎途哂懈偷膬A點(diǎn)，這意味著使用合成油可以在更低溫度下啟動(dòng)機(jī)組；另一方面合成油的粘度指數(shù)更高，具有更好的低溫流動(dòng)性，這意味著合成油在同樣情況下，能更早啟動(dòng)循環(huán)泵，加熱效率更高。所以，當(dāng)從同樣的溫度開始加熱啟動(dòng)時(shí)，相比礦物油，合成油需要更少的能量去加熱，同時(shí)也大大縮短了停機(jī)加熱時(shí)間，使機(jī)組能盡快投入運(yùn)行發(fā)電狀態(tài)，提高發(fā)電效率，增加經(jīng)濟(jì)效益。從此點(diǎn)看，合成油要遠(yuǎn)強(qiáng)于礦物油。
　　4 結(jié)論