風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督與檢驗規(guī)范探討

張中泉，鐘天宇，劉曉光，劉保松

發(fā)電技術(shù)

風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督與檢驗規(guī)范探討

張中泉，鐘天宇，劉曉光，劉保松

（華電電力科學研究院,浙江杭州310030）

目前國內(nèi)風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督還未形成行業(yè)標準，風電設備潤滑相關(guān)的技術(shù)監(jiān)督工作缺乏系統(tǒng)性及規(guī)范性?；谶@種情況，提出了風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督的對象、監(jiān)督范圍及目標，明確了風電設備運行過程中設備潤滑技術(shù)監(jiān)督工作的具體內(nèi)容，明確了風電潤滑油脂、潤滑裝置的檢修維護規(guī)范。

風電；設備潤滑；技術(shù)監(jiān)督

0 引言

2015年，全國新增安裝風電機組超過1.6萬臺，新增裝機容量超過3萬M W，累計安裝風電機組超過9萬臺，累計裝機容量超過14萬M W。然而，在我國風電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，許多風電技術(shù)監(jiān)督相關(guān)的行業(yè)標準尚未形成，風電潤滑設備相關(guān)的運行維護仍缺乏系統(tǒng)性和規(guī)范性。

據(jù)統(tǒng)計，風力發(fā)電機組在投產(chǎn)后的2-4年是故障的高發(fā)期，其中，機械類型的故障是風電機組故障的主要形式，而潤滑相關(guān)的機械類型故障的比例占到一半以上[1]。作為機械設備，風電機組傳動系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)以及發(fā)電機的潤滑質(zhì)量直接影響著風電機組整體運行的穩(wěn)定性及安全性，因此，設備潤滑應是風電運行維護的重點。然而，目前我國尚未形成風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督相關(guān)的行業(yè)標準，多數(shù)風電企業(yè)仍未制定設備潤滑技術(shù)監(jiān)督相關(guān)的制度，風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督工作的開展缺乏相關(guān)制度及標準依據(jù)。

本文在總結(jié)中國華電集團公司多家風電企業(yè)近幾年技術(shù)監(jiān)督工作的基礎上，選取有代表性的風機和零部件制造廠家進行實地調(diào)研，并結(jié)合風電機組實際檢測經(jīng)驗，擬確定風力發(fā)電場設備潤滑技術(shù)監(jiān)督的對象、監(jiān)督范圍及目標，提出風電設備運行過程中設備潤滑技術(shù)監(jiān)督工作的具體內(nèi)容，提出風電潤滑油脂、潤滑裝置的檢驗及檢修維護規(guī)范，以減少風電機組運行過程中設備潤滑故障引起的各類事故，從而為風機設備的運行維護提供技術(shù)規(guī)范和參考。

1 風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督簡介

在分析了各類風機的結(jié)構(gòu)、運行工況以及易出現(xiàn)的設備潤滑故障，并結(jié)合風機制造商運維手冊的相關(guān)內(nèi)容以及風電場技術(shù)監(jiān)督工作經(jīng)驗，確定了風力發(fā)電場設備潤滑技術(shù)監(jiān)督的對象、內(nèi)容及目標，見表1。

表1 風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督的對象、內(nèi)容及目標

1.1 潤滑油（脂）

風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督工作中，要對潤滑油（脂）相關(guān)指標進行監(jiān)測，并定期開展風電潤滑油（脂）的檢測工作，分析油（脂）指標是否滿足工況及運行要求，對不符合要求的油（脂），要依據(jù)相關(guān)標準及時進行更換。

風力發(fā)電機組所用潤滑油，其全部油量的3/4用于齒輪箱的潤滑。風力發(fā)電機組潤滑脂主要用于風機主軸、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)及發(fā)電機等重要部件的各軸承、齒輪的潤滑。齒輪箱潤滑油應良好的極壓抗磨性能、冷卻性能、熱氧化穩(wěn)定性、抗乳化性能、粘溫性能、低溫性能以及長的使用壽命等，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[2]。依據(jù)風電機組機齒輪箱潤滑油的基本性能要求，其定期檢測分析項目應包括：運動粘度、傾點、水分、閃點、酸值、氧化安定性、泡沫性以及光譜元素分析等。依據(jù)風電機組機潤滑脂的基本性能要求，其定期檢測分析項目應包括：外觀、滴點、雜質(zhì)、極壓性能、抗磨性能以及基礎油粘度等。

1.2 設備潤滑部件及裝置

風機齒輪箱是將風輪獲得的低轉(zhuǎn)速機械能轉(zhuǎn)變成高轉(zhuǎn)速的機械能，是載荷和轉(zhuǎn)速匹配的中心部件[3]。齒輪箱的潤滑系統(tǒng)對齒輪箱及風電機組的正常工作具有十分重要的意義，在齒輪箱失效的原因中，潤滑不足的比例超過50%。圖1給出了齒輪箱潤滑系統(tǒng)示意圖，可見齒輪箱潤滑系統(tǒng)由泵單元（由電機、泵和過濾器組成）、熱交換單元以及油過濾單元組成。在風電機組運行時，齒輪箱油溫及油壓是反映齒輪箱潤滑狀態(tài)的重要指標。通常，齒輪箱正常工作時的最高油溫不應超過85℃，不同軸承間的溫差不應超過15℃[4]。齒輪箱潤滑系統(tǒng)應是風電機組設備潤滑技術(shù)監(jiān)督工作應重點監(jiān)督的對象，在風機正常運行時應對齒輪箱油溫油壓進行監(jiān)測，在定期巡檢中應對齒輪箱潤滑系統(tǒng)各單元進行檢查，必要時，可以使用工業(yè)內(nèi)窺鏡對齒輪箱內(nèi)部齒輪及軸承磨損情況進行直接觀測。

圖1 齒輪箱潤滑系統(tǒng)示意圖

變槳系統(tǒng)是根據(jù)風速和發(fā)電機轉(zhuǎn)速來改變?nèi)~片槳距角的大小，從而達到控制發(fā)電機的輸出功率的目的[5]。偏航系統(tǒng)在風電機組中的作用是轉(zhuǎn)動機艙，使風輪穩(wěn)定的跟蹤風向變化，保證捕獲最大的風能[6]。目前，風電機組變槳及偏航系統(tǒng)的潤滑點多采用潤滑脂潤滑，常見的變槳及偏航系統(tǒng)潤滑故障有軸承密封圈漏脂、潤滑脂變質(zhì)、自動加脂系統(tǒng)漏脂及故障等。發(fā)電機是風電機組中將機械能轉(zhuǎn)化為電能的設備，發(fā)電機的潤滑故障主要是軸承潤滑故障，包括：軸承滾珠損壞、潤滑脂過多或不足、軸承與端蓋配合過松或過緊等。技術(shù)監(jiān)督工作中應針對風電機組各大部件的常見潤滑故障開展相應的檢查檢驗。

風電機組設備潤滑裝置主要是為了保障設備潤滑效果的附件，比如自動加油裝置、自動加脂裝置等，包括油泵、輸油管路、過濾器、加熱裝置、冷卻裝置等。

2 風電設備潤滑檢驗規(guī)范

2.3 潤滑油（脂）的檢測檢驗

潤滑油的檢測項目、指標要求及檢測周期見表2所示，潤滑脂的相關(guān)檢測要求見表3所示。當某些參數(shù)不能達到要求時，應分析原因，通過過濾、凈化、更換等技術(shù)手段切實治理。

2.1 檢驗手段

風電設備潤滑狀況的檢驗，主要包括對風電潤滑油（脂）的檢測以及對風電潤滑裝置的檢查。

風電潤滑油（脂）的檢測主要依據(jù)化學檢測分析手段，對潤滑油（脂）的黏度、元素組成、水分含量、污染度等級等指標進行檢測，通過各指標反映潤滑油（脂）的品質(zhì)，進而判斷設備潤滑狀況。

對風電潤滑裝置的檢查，主要是通過現(xiàn)場查看的方式進行，包括對齒輪、軸承的磨損狀態(tài)的檢查、對輸油管路的檢查、對設備滲漏油情況的檢查等。此外，針對配備了溫度、壓力監(jiān)測裝置的風機，潤滑油的溫度、油壓也是風電潤滑裝置的檢查對象。

2.2 檢驗執(zhí)行標準

對于齒輪箱潤滑油，其交貨驗收的抽樣和取樣應執(zhí)行標準《GB/T 7597電力用油（變壓器油、汽輪機油）取樣方法》及《GB/T 4756電力用油（變壓器油、汽輪機油）取樣方法》的規(guī)定，齒輪箱潤滑油的質(zhì)量應滿足標準《G B 5903工業(yè)閉式齒輪油》和《SH 0164石油產(chǎn)品包裝、貯運及交貨驗收規(guī)則》的規(guī)定。風力發(fā)電機組試運行交接時，應對齒輪箱潤滑油進行抽樣檢測，潤滑油的取樣應滿足標準《GB/T 19073風力發(fā)電機組齒輪箱》的規(guī)定，油質(zhì)試驗檢測項目和質(zhì)量應滿足標準《DL/T 1461發(fā)電廠齒輪用油運行及維護管理導則》的規(guī)定。

對于風力發(fā)電場用潤滑脂，其檢測取樣應依據(jù)標準《SH/T0229固體和半固體石油產(chǎn)品取樣法》的規(guī)定，潤滑脂的交貨驗收應滿足標準《GB/T 7323極壓鋰基潤滑脂》和《SH 0164石油產(chǎn)品包裝、貯運及交貨驗收規(guī)則》的規(guī)定。

對于潤滑部件及裝置，目前并沒有針對性的檢驗標準，而且不同廠家、不同型號的機組，其潤滑裝置也有很大差異，因此設備潤滑裝置的檢驗應根據(jù)風力發(fā)電機組運行維護手冊的相關(guān)規(guī)定進行。

表2 潤滑油的檢測項目、指標及檢測周期

表3 潤滑脂的相關(guān)檢測要求

2.4 潤滑設備及裝置的檢驗

潤滑相關(guān)設備及裝置的檢查檢驗要求可參照表4進行，各項目的檢查周期應少于1a。

表4 潤滑相關(guān)設備及裝置的檢查

3 設備潤滑檢修維護

為保障風力發(fā)電機組設備潤滑系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，風力發(fā)電場應在日常維護中對風機設備潤滑部件及裝置進行巡檢，巡檢內(nèi)容應包括：潤滑部件的清潔度；油位、濾芯及前后油壓；密封性及滲漏油（脂）；異響及噪聲；油（脂）泵、吸濕器工作情況等。在日常維護過程中，若風力發(fā)電機組發(fā)生高溫停機、油位低、潤滑油（脂）壓力異常、潤滑油泵過載、自動加脂裝置報警、設備滲漏油等情況時，應對潤滑系統(tǒng)進行檢查并及時采取相應處理措施。

3.1 潤滑油異常及處理

風電潤滑油指標異常原因分析及處理措施建議見表5。

表5 齒輪箱潤滑油指標異常原因分析

3.2 設備潤滑異常及處理

在風力發(fā)電機組運行維護過程中，難免會出現(xiàn)各種設備異常及故障，當發(fā)生故障時，應仔細分析故障原因，檢查是否是由于設備潤滑異常引起，并進行相應處理。其中，表6給出了部分設備潤滑問題及處理建議。

表6 部分設備潤滑異常及處理建議

4 結(jié)語

通過對風力發(fā)電場設備潤滑技術(shù)監(jiān)督與檢驗規(guī)范的探討，明確了風力發(fā)電場設備潤滑技術(shù)監(jiān)督的對象、范圍、目標以及具體的工作內(nèi)容，可以為風機設備的運行維護提供技術(shù)規(guī)范，并為我國風電設備潤滑技術(shù)監(jiān)督行業(yè)標準的制定提供參考。

[1]關(guān)衛(wèi)東，王琴，文海.風電潤滑的優(yōu)化管理[J].風能，2011，（9）：76-78.

[2]王一剛，曲曙光，鄭新慶.基于油品監(jiān)測的風電場潤滑管理分析[J].風能，2013，（3）：112-115.

[3]薛凱.淺析齒輪箱潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制原理[J].液壓與氣動，2011，（3）：58-59.

[4]王晶晶，吳曉鈴.風電齒輪箱的發(fā)展及技術(shù)分析[J].機械傳動，2008，32（6）：5-8.

[5]方濤，黃維學.風電機組變槳系統(tǒng)的研究[J].電器工業(yè)，2013，（4）：65-70.

[6]王潤.大型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)的概述[J].科技視界，2015，（34）：282-283.

[7]張瑞剛，龔帥，趙勇，等.風力機漏油原因分析及控制措施[J].電網(wǎng)與清潔能源，2013，29（2）：67-70.

[8]G B/T19073-2008，風力發(fā)電機組齒輪箱[S].

修回日期：2017-02-06

行標《綠色建筑運行維護技術(shù)規(guī)范》正式發(fā)布

住房城鄉(xiāng)建設部于2016年12月15日發(fā)布第1393號公告，批準《綠色建筑運行維護技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）為行業(yè)標準，編號為JGJ/T391-2016，自2017年6月1日起實施。

《規(guī)范》由中國建筑科學研究院會同有關(guān)單位研究編制完成。由吳德繩、王有為等10位行業(yè)專家組成的標準審查委員會認為：《規(guī)范》內(nèi)容完整，符合我國國情，并吸收了國際上領(lǐng)先的相關(guān)研究成果，具有科學性、先進性和可操作性?！兑?guī)范》具有諸多創(chuàng)新點：首次構(gòu)建了綠色建筑綜合效能調(diào)適體系，確保建筑系統(tǒng)實現(xiàn)不同負荷工況運行和用戶實際使用功能的要求；基于低成本/無成本運行維護管理技術(shù)，規(guī)定了綠色建筑運行維護的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)策略；建立了綠色建筑運行管理評價指標體系，有利于優(yōu)化建筑的運行，實現(xiàn)綠色建筑設計的目標。

為了配合《規(guī)范》的宣傳、培訓、貫徹及實施工作的開展，全面系統(tǒng)地介紹《規(guī)范》的編制情況和技術(shù)要點，幫助《規(guī)范》使用者理解和把握《規(guī)范》的有關(guān)內(nèi)容，中國建筑科學研究院等《規(guī)范》編制單位特組織有關(guān)專家編寫了《〈綠色建筑運行維護技術(shù)規(guī)范〉實施指南》，凝聚了所有參編人員和審查專家的集體智慧，內(nèi)容主要分為三個篇章，分別為：《規(guī)范》編制與應用概述、《規(guī)范》內(nèi)容與說明、綠色建筑運行維護技術(shù)研究報告。

《規(guī)范》的實施將進一步推動我國綠色建筑的健康發(fā)展，有效提升綠色建筑的運行管理水平，利于促進我國城鎮(zhèn)化進程的可持續(xù)發(fā)展。

《規(guī)范》將由住房和城鄉(xiāng)建設部標準定額研究所組織中國建筑工業(yè)出版社于近期出版發(fā)行，將由中國建筑科學研究院《規(guī)范》編制組組織開展《規(guī)范》的宣貫培訓工作。

（摘自“慧聰空調(diào)制冷網(wǎng)”）

Research on Technology Supervision and Inspection Code for Equipment Lubrication of Wind Power

ZHANG Zhong-quan，ZHONG Tian-yu，LIU Xiao-guang，LIU Bao-song
（Huadian Electric Power Research Institute，Hangzhou 310030，China）

R ecently，equipm entlubrication of W ind Pow er is still lack of system aticaland norm atively technology supervision and itstrade standards have notbeen form ed.Based on thissituation，the object，scope and purpose oftechnology supervision for equipm ent lubrication of W ind Power have been proposed.The content of technology supervision for equipm ent lubrication of W ind Pow er，the inspection and m aintenance oflubrication oil，grease and installation have also been defined in thispaper.

wind pow er；equipm ent lubrication；technology supervision

TH 117.2

B

2095-3429（2017）01-0006-05

2016-11-29

張中泉（1986-），男，安徽太和人，博士研究生，工程師，主要從事新能源發(fā)電技術(shù)監(jiān)督工作。

D O I：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.01.002