風(fēng)電機(jī)組的潤滑磨損狀態(tài)監(jiān)測與視情維護(hù)

1 前言
　　2003年以來，我國的風(fēng)電裝機(jī)容量得到快速增長，目前已經(jīng)突破了900萬千瓦。在裝機(jī)容量節(jié)節(jié)攀升的同時(shí)，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)也開始受到重視。風(fēng)電業(yè)主關(guān)心風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)率，運(yùn)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(yùn)行維護(hù)上，而非計(jì)劃停機(jī)又占據(jù)了其中的75%。國際工程保險(xiǎn)協(xié)會(huì)支付給丹麥風(fēng)電業(yè)的理賠費(fèi)用中的40%是由于機(jī)械故障，主要是齒輪箱與軸承的故障。
　　由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)因其設(shè)備昂貴，工作環(huán)境惡劣、地點(diǎn)偏遠(yuǎn)，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(fèi)用、能源生產(chǎn)損失、每千瓦時(shí)猛增的費(fèi)用、更換部件時(shí)的延誤費(fèi)用。因此，確保可靠穩(wěn)定的長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，加強(qiáng)平時(shí)主動(dòng)維護(hù)，避免被動(dòng)維修是最核心的要求。對(duì)風(fēng)電機(jī)組的潤滑磨損狀態(tài)進(jìn)行檢測，并在此基礎(chǔ)上開展視情維護(hù)對(duì)風(fēng)電場的長期效益有著非常積極的作用。
　　廣州機(jī)械院八十年代初期就開始進(jìn)行機(jī)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(xiàng)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(jī)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(duì)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(hù)及故障診斷提供了有力的技術(shù)支持，同時(shí)也積累了大量的診斷經(jīng)驗(yàn)與監(jiān)測案例。本文介紹了風(fēng)電機(jī)組的潤滑磨損特點(diǎn)，以及該院在風(fēng)電行業(yè)油液監(jiān)測方面的經(jīng)驗(yàn)與案例，與國內(nèi)的風(fēng)電同行分享。

　　2  風(fēng)電機(jī)組的潤滑特點(diǎn)
　　2.1 不同類型機(jī)組潤滑特點(diǎn)
　　（1）雙饋式風(fēng)機(jī)
　　雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用的是交流勵(lì)磁電機(jī)，由于這種電機(jī)的發(fā)電轉(zhuǎn)速比風(fēng)機(jī)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(jī)上都需要配備增速齒輪箱，如圖1所示。
　　雙饋式風(fēng)機(jī)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(jī)軸承、偏航系統(tǒng)軸承、偏航齒輪等。

　　（2）直驅(qū)式風(fēng)機(jī)
　　直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用永磁同步發(fā)電機(jī)，主要特點(diǎn)是直徑小、重量輕，是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，亦稱無齒輪風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)電機(jī)采用多極電機(jī)與葉輪直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)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(jī)潤滑部位包括主軸承、發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)的主要潤滑部位，用油量占風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)通常為27r/min）變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（通常1500r/min），多采用油池飛濺式潤滑或壓力強(qiáng)制循環(huán)潤滑。
　　由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)多安裝在偏遠(yuǎn)、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(fù)荷及負(fù)荷不恒定性，同時(shí)風(fēng)場一般處于相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū)，維修不便，因此要求風(fēng)機(jī)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(dòng)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(dòng)中的功率損耗。