風力渦輪潤滑油的發(fā)展現(xiàn)狀

　　齒輪箱是風力發(fā)電機的主要潤滑部位，用油量占風力發(fā)電機用油量的3/4左右。齒輪箱可以將很低的風輪轉(zhuǎn)速（600kW的風力發(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?？紤]到風力發(fā)電機多安裝在我國的新疆、內(nèi)蒙古、甘肅及沿海等地區(qū)，潤滑油受氣候溫差、濕度等影響較大，并且處于相對偏遠的地區(qū)，維修不便，因此設計要求齒輪箱使用壽命長、承受負荷大等，所用的齒輪油除了具有良好的極壓抗磨性能、冷卻性能和清洗性能外，還應具有良好的熱氧化穩(wěn)定性、水解安定性、抗乳化性能、粘溫性能、低溫性能以及長的使用壽命，同時還應具有較低的摩擦系數(shù)以降低齒輪傳動中的功率損耗。

　　美國將加快開發(fā)長壽命風力渦輪機齒輪箱潤滑油，美國能源部2009年7月底宣布，資助道康寧公司74.5萬美元，開發(fā)長壽命的風力渦輪機齒輪箱潤滑油，以提高風力渦輪機組的效率和耐用性。道康寧公司表示，為了節(jié)省與齒輪箱和其他組件相關(guān)的維護成本，將致力開發(fā)使其更耐用、更可靠的潤滑油。大多數(shù)風力渦輪齒輪箱潤滑油為合成或礦物基潤滑油。

　　據(jù)Frontier Pro服務公司2008年對美國投用75處風力發(fā)電場所作的調(diào)查，齒輪箱失效占風力渦輪停運、維護和發(fā)電損失的最大份額，據(jù)調(diào)查，這些失效使風力渦輪本身成本的增加達15%~20%。美國能源部的資助是幫助在美國新建28個風能發(fā)電項目的一部分舉措，資助高達1380萬美元，包括美國復蘇法基金1280萬美元。

　　2. 發(fā)電機軸承的潤滑

　　軸承是發(fā)電機的主要潤滑點，長期運轉(zhuǎn)溫度可達80℃以上，夏天在曠野地帶受太陽直射，溫度會更高。因此，要求發(fā)電機軸承潤滑脂能夠在高溫下保持良好的潤滑而不流失，而且發(fā)電機功率較大，要求潤滑脂具有良好的抗磨極壓性能、抗氧化性能和防銹性能。國外主要推薦使用2＃～3＃稠度的負荷極壓鋰基潤滑脂，要求粘附性好，使用溫度范圍為-30～150℃。多采用定期人工加注潤滑脂的方式來保證發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)。

　　3. 偏航系統(tǒng)軸承和齒輪的潤滑

　　偏航系統(tǒng)可以使風輪掃掠面積總是垂直于主風向，雖然速度不高，但偏轉(zhuǎn)軸承和齒輪承受的負荷較大，而且偏轉(zhuǎn)齒輪一般為開始結(jié)構(gòu)，由于不像發(fā)電機軸承運轉(zhuǎn)速度快，自身產(chǎn)生熱量相對少，因而受氣候環(huán)境影響大。

　　我國風力發(fā)電機的分布情況，對偏轉(zhuǎn)軸承潤滑脂的極壓抗磨性能、低溫性能、熱安定性及膠體安定性要求較高；偏轉(zhuǎn)齒輪潤滑脂則還需要有好的粘附性能和防腐蝕性能。國外一般推薦使用含固體添加劑的1＃稠度的低溫潤滑脂，要求在-40℃以下仍能有效潤滑。

　　系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)需要使用減速器，電動機通過大速比的行星齒輪減速器驅(qū)動機頭轉(zhuǎn)向。一般推薦粘溫性能好、抗腐防銹性能好、極壓抗磨性能和抗氧化性能好的齒輪油。

　　4. 液壓剎車系統(tǒng)的潤滑

　　國內(nèi)常見600kW和750kW風力發(fā)電機的剎車系統(tǒng)分別為葉尖氣動剎車系統(tǒng)和高速軸機械閥剎車系統(tǒng)，采用失效－安全保護模式。風力發(fā)電機液壓系統(tǒng)使用的液壓油要求具有良好的粘溫性能、防腐防銹性能及優(yōu)異的低溫性能，以適應北方寒冷的氣候。

　　國外推薦使用粘度指數(shù)高、抗磨性能好、抗腐蝕、抗氧化性能好、空氣釋放性、分水性能以及低溫性能優(yōu)異的液壓油。國內(nèi)普通的HM抗磨液壓油低溫性能、粘度指數(shù)等指標不能滿足使用要求，應該采用加氫基礎油或者以精制礦油加PAO等合成油為基礎油的低凝抗磨液壓油。