我們這個平臺的意義有幾點。首先掌握磨損信息,可以實現事前維護。事后再維修,那就要真正的動刀了,要很嚴重了。據統計60%到80%的機械設備故障,都是由于各種形式的磨損引起的。機械設備的磨損的故障診斷,在整個機械設備的故障診斷中占有非常重要的作用。
怎么樣實現這個磨損狀態的監測?其實可以說油液分析技術是其中比較有效的一個手段,當然還可以結合其他的一些監測手段。油液分析技術主要是通過分析被監測設備潤滑油的一些性能變化和其攜帶的一些磨損顆粒,來獲得機械設備摩擦學的和潤滑和磨損狀態,對于保證設備可靠運行和人身安全具有十分重要的意義。迄今為止油液監測技術,已經廣泛的用于航空、鐵路,包括礦山、石化、艦船和國防等部門,最早大家都知道,油液監測技術最早是在國防領域,我們在開發運行平臺的時候,優先選擇了國防領域的兩家合作單位。
隨著近幾年風電的發展,潤滑油的定期檢測才逐步成為我們風電場發覺監督的重要內容。目前中國風電油液檢測,風電行業的潤滑油檢測還沒有統一的規程,現在才被列為2014年第二批的風電行業制訂標準的計劃當中,計劃完成時間是2015年,可見之前我們一直都沒有一個統一的規范。我也是非常期待這個標準的制訂。
下面我想說得是在整個風機故障中,齒輪箱的故障到底占什么樣的位置。左圖可以看到,齒輪箱故障比例,只占到9.8%,整個分類里面排名倒數第二。但是齒輪箱故障造成的非計劃停機時間,在整個各部分造成停機時間的比例卻是最高的,占到了19.4%,也就是說風電齒輪箱的故障是非常值得我們引起重視的。我們這個預警平臺目前主要針對齒輪箱的一些磨損故障做診斷預警。
第二部分最后一點,這個預警平臺到底能做什么?實際解決的問題有兩大類。一個是通過油品的性能指標,能夠更準確的確定換油時間,實現按質換油現在。風電場沒有一個規范,到底什么時間換油,而潤滑油的生產企業,給出的換油時間,要么說是四年、三年,或者說多少小時,其實我覺得這都缺乏一定的合理性,應該結合這臺風機的實際情況,做一個更準確的判斷。真正要實現按質換油,我們現在風場也是有很多都達到5、6年了,但檢測數據也沒有達到換油的指標,還是可以進行使用的。在一定程度上,也大大節省了石油的資源。
第二方面更重要的一點,通過磨損信息的數據,能夠精準的判斷磨損的位置,實現事前維修。通過元素的分析,其實是能很好的判斷磨損的位置,也要結合其他的一些檢測項目。
第三部分,我介紹一下預警平臺的整個的開發方案。
大家一直都這么說,現在我發現有很多專家都提出這個觀點,要給風機做抽血化驗。潤滑油比作風機的血液,油液分析技術和醫學上抽血化驗有相似之處。預警平臺就是想通過潤滑油的性能變化和攜帶磨損顆粒的信息,能夠獲得機械裝備的潤滑和磨損狀態,能夠最終實現齒輪傳動和軸承系統狀態的預警,同時實現潤滑油的按質換油。
我們整個平臺是一個什么樣子呢?主要包括幾大模塊:風機的管理,數據的管理,最重要的也是實現診斷預警。預警平臺最核心的是診斷預警,用什么做診斷預警?這就涉及到專家診斷系統。做出判斷,主要通過油液分析以后,錄入數據庫,結合知識庫,做出數據預測,最終判斷故障的診斷預警。專家知識庫好像人的大腦一樣,有哪些知識呢?我們需要填充的包括風機的一些結構的原理,以及我們一直在說的摩擦磨損的一些機理,還有包括一些故障的實例。還有我們在油液監測中的一些經驗知識,以及摩擦副的材質,還有摩擦磨損的元素的濃度和梯度的一些指標,這是專家數據庫里面包括的一些內容。
再下來就是如何來應用整個預警平臺,它包括這樣一個流程圖。
首先是從風機的齒輪油定點監測點取樣,取樣點一般設在過濾前,取樣后,通過幾大類的項目的測試,主要包括理化指標,比如粘度、水分、酸值等等,這些油品的理化指標。再有可以應用紅外光譜分析,同時還有一些針對磨損狀態的指標,包括原子發射光譜,以及鐵譜分析等等,結合數據,通過專家診斷系統,能夠做出一是最佳的換油周期,另外實現整個風機磨損的風險評價和預警,這是我們整個預警平臺的一個應用的簡圖。
第四方面介紹一下技術創新點。
首先為每臺風機建立病例,以前風場的管理比較粗放,沒有一些原始的數據積累,現在我們想在預警平臺中要因風機而異,把每臺風機的類型以及它的材質,它核心部件,特別是像齒輪箱里面的齒輪、軸承等等這些核心材質,列入到我們整個的系統當中。
再有當地風場所在地的一個氣侯的環境,這也是很重要的一點。它是不是在近海,或者潮間帶等等這樣的海上供電,或者是在比較干燥的地區,像我們現在風場集中在三北地區,一般相對來說比較干燥,溫度比較低的環境。再有像新疆地區,這個晝夜溫差比較大,氣侯環境對潤滑油有很大影響的,也應該把整個的這些因素都考慮進去。
再有風機的工況,跟風機的設計有很大關系。整個風機設計的情況,也應該列入到我們風機管理模塊當中,為每臺風機建立一對一的病例。
第二個,多因素綜合會診。現在我們主要將油品的分析信息結合它風場所在地,包括風機的一些信息,做一個分析。油品的信息,剛才我已經介紹過了,包括它的理化指標,還有一些性能指標,比如抗泡的性能,擠壓性、抗磨的性能等等。另外就是光譜的數據,它能很明確的判斷出具體的摩擦、磨損的部位。再有就是顆粒度,污染度的數據監測。還有就是鐵譜的信息。通過這些數據,能夠綜合的為風機診病。