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風力渦輪潤滑油的發(fā)展現(xiàn)狀

2010-03-24 來源:國際新能源網(wǎng) 瀏覽數(shù):9832

  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。

【延伸閱讀】

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