合成齒輪油在風電中的應用

　　（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。風電齒輪箱每次換油都需要停機，這就造成了發電效率的損失。在風電應用中，一般礦物油的換油時間在1 年以下，而合成油的使用時間則超過3 年。假定每臺機組每次換油都需要8 小時，那么對于一個安裝33 臺1.5MW 風電機組的風電場而言，每次換油的總停機時間超過260 個小時。如果按照每千瓦時0.5 元的上網電價計算，一次換油整個風電場的發電損失就達20 萬元。這意味著使用合成油在其使用壽命中，只因減少換油停機方面就能給用戶帶來40 萬元的利益。
　　（2）齒輪箱的機械能量損失可以分為兩大類：一類是負載損失，主要是由于金屬部件之間摩擦導致的，這個能量消耗和負載成正比，與潤滑油的摩擦系數相關；另一類是無負載損失，主要來源于齒輪在油中攪動受到阻力產生的能量損失，與負載無關，而與潤滑油的粘度相關。如本文前面所述，合成油比礦物油的摩擦系數更小（小20％左右），這樣就能夠減少負載情況下的摩擦能耗。在FZG 實驗機上通過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，在實際應用中用合成油能在每級齒輪傳動中降低能耗至少0.5%。無負載的能耗損失和潤滑油的粘度相關，粘度越大能耗越大。對于在無負載的冷啟動情況下，由于合成油具有更高的粘度指數，比同樣粘度級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造成的能量損失。
　　（3）風電機組從低溫下停機重新啟動的過程是其發電效率和能源效率最低的時候。因為從低溫下啟動，首先需要通過齒輪箱的加熱器對齒輪油進行加熱，只有油溫到達一定程度的時候才能起到潤滑作用，從而啟動機組。因此在這個過程中，機組不僅無法生產電力反而需要從外部獲取電力來供應其加熱裝置工作。同時，由于潤滑油在低溫下的流動性差，無法通過大功率加熱器對其進行加熱（根據ISO 標準要求，加熱器表面功率密度不能超過0.7W/cm2），整個加熱過程耗時很長。根據某機組制造商的報告，從–30℃開始加熱需要經過10 多個小時才能到達滿負荷發電的狀態，而在此過程中機組的發電效率是非常低的。所以，如果盡可能的縮短冷啟動時間是每個機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勢。因為，一方面合成油具有更低的傾點，這意味著使用合成油可以在更低溫度下啟動機組；另一方面合成油的粘度指數更高，具有更好的低溫流動性，這意味著合成油在同樣情況下，能更早啟動循環泵，加熱效率更高。所以，當從同樣的溫度開始加熱啟動時，相比礦物油，合成油需要更少的能量去加熱，同時也大大縮短了停機加熱時間，使機組能盡快投入運行發電狀態，提高發電效率，增加經濟效益。從此點看，合成油要遠強于礦物油。
　　4 結論