淺談風力發(fā)電設備后市場運維潤滑技術服務

莫悚 苗世荔

中國石化潤滑油有限公司華北銷售中心

風力發(fā)電設備后市場運維機遇和挑戰(zhàn)是并存的，隨著風力發(fā)電的規(guī)模越來越大，裝機數(shù)越來越多，風電運維的后市場也會越來越龐大，而且將會是長期穩(wěn)定、具有活力的。目前，潤滑油行業(yè)在風電領域仍然以國外用油為主流，國產的長城潤滑油在“技術+市場+服務理念”的引領下，有后來居上的趨勢。

目前，風電運維后市場急需規(guī)范，風電設備潤滑油后市場更需要高質量的技術服務團隊，僅僅提供優(yōu)質產品已經不能滿足用戶需求，更需注重加強規(guī)范風電運維后市場的服務流程和團隊建設。本文結合長城潤滑油的特點，總結了風力發(fā)電設備后市場運維潤滑技術服務流程及應用情況，提出了改進的風力發(fā)電設備后市場運維潤滑技術服務流程及模式。

風電行業(yè)裝機量現(xiàn)狀

目前，我國風電裝機容量累計容量及新增容量均在快速擴容，風力發(fā)電設備后市場運維需求隨之增大，同時，伴隨著大批量風機運轉達到及超過五年的質保期，我國風電運維市場將得到迅速發(fā)展。潤滑油換油服務作為風力發(fā)電設備后市場運維的一部分，也將迎來新的發(fā)展機遇。

總裝機容量

根據(jù)中國風能協(xié)會數(shù)據(jù)，2017年，全國累計裝機容量達到18 839萬kW，較上年增長11.65%。全國（除港、澳、臺地區(qū)外）新增裝機容量1 966萬kW，同比下降15.9%；累計裝機容量達到1.88億kW，同比增長11.7%，增速放緩[1]。2008—2017年我國新增及累計風電裝機容量見圖1[1]。

區(qū)域裝機情況

2017年，風電新增裝機容量為1 966萬kW，中國六大區(qū)域的所占比例分別為華北（25%）、中南（23%）、華東（23%）、西北（17%）、西南（9%）、東北（3%）。“三北”地區(qū)新增裝機容量占比為45%，中東南部地區(qū)新增裝機容量占比達55%[2]。

本文介紹了風電行業(yè)裝機量、設備潤滑及油品維護現(xiàn)狀；并針對國外油品在中國的服務模式現(xiàn)狀，提出了改進的風電行業(yè)潤滑技術服務流程及模式。通過這一規(guī)范的潤滑服務模式，長城風電設備專用油已經替代部分風場原使用的國外品牌油品。

風電機組制造商裝機情況

2017年，中國風電統(tǒng)計有新增裝機的整機制造企業(yè)共22家，新增裝機容量1 966萬kW。其中，金風科技新增裝機容量達到523萬kW，市場份額達到26.6%；其次為遠景能源、明陽智能、聯(lián)合動力和重慶海裝，前5家市場份額合計達到67%[1]。2017年中國風電整機制造企業(yè)新增裝機容量見表1[3]。

表1 2017年中國風電整機制造企業(yè)新增裝機容量

風電開發(fā)商裝機情況

截至2017年底，中國風電開發(fā)企業(yè)累計裝機容量以國字號企業(yè)為主，其中國能投3 768萬kW，居首位；華能集團1 903萬kW，是國能投的一半左右；三峽集團423萬kW，在國有單位里裝機容量最小。其他單位裝機容量約5 459萬kW[2]。截至2017年底的中國風電開發(fā)企業(yè)累計裝機容量見圖2[3]。

風電行業(yè)用油維護現(xiàn)狀

風機的主要潤滑部位包括主齒輪箱、偏航變槳齒輪箱、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、主軸軸承、發(fā)電機減速機軸承、偏航變槳的齒圈軸承等。其中，齒輪箱用油量約占整個風機用油的3/4，主要使用合成型的齒輪油。另外，液壓油、潤滑脂、防凍液等產品的用量約占1/4。由于風場風機運行地理位置偏遠，工作環(huán)境惡劣，環(huán)境溫差大，濕度變化大，再加上登高作業(yè)，潤滑油換油及維護比較困難，所以會選擇合成型的齒輪油來延長換油周期。

用量及換油周期

風機齒輪箱用油量較大，每臺風機大約需要裝機170 kg油量，另需沖洗油約170 kg，換油周期約為5年，根據(jù)風機裝機累計保有量測算，2018年風力發(fā)電設備中齒輪箱更換潤滑油的換油量約可達到5 000 t，每年則跟隨裝機量遞增的趨勢增長。

潤滑油換油方式

起初風場更換潤滑油的方式為人工換油。風機塔筒較高，一般高度為90 m左右，風機齒輪箱在塔筒頂部的機頭內部。人工換油時，必須將油品分裝成小桶后，運至機頭內部，在內部操作進行換油，廢油也要同樣的方式運下來，所以非常不方便。這種方式操作流程簡單，節(jié)省成本，但僅僅是舊油排放后進行新油加注，舊油及污染物難以排放干凈，難以完全達到換油的效果。

目前使用換油車進行油品更換。換油車內部自帶儲油箱，分為新油油箱，沖洗油箱、舊油油箱。排掉舊油后，首先加注沖洗油進行內部循環(huán)沖洗后，放出；再加注新油，保證油品的清潔。這種方式可以有效清理內部污染物，避免舊油殘留，起到很好的換油效果。用換油車更換潤滑油既方便快捷，又能徹底清潔油箱，是主流的換油方式。

風場業(yè)主選擇潤滑油合作伙伴的方式

隨著裝機數(shù)量的增多和使用時間的延長，風機的潤滑維護保養(yǎng)逐漸成了重要問題。目前，選擇潤滑油有以下幾種方式：

◇風場業(yè)主自主選擇潤滑油，如此業(yè)主的話語權增大，但承擔的風險較高；

◇主機廠商的推薦指導仍然起到主導作用；

◇風電后市場運維公司推薦；

◇潤滑油廠家推薦。

風場業(yè)主維護現(xiàn)狀

風電機組的日常運行維護越來越重要。維護人員需要進行遠程故障排除、運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和故障原因分析。同時，要及時維護發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障發(fā)生，維護人員需要定期檢修風機和日常排故維護。由于工作量較大，尤其忽視潤滑油的日常管理維護。

風場維護人員往往會忽視潤滑油的巡檢，沒有意識到正確選用和關注潤滑油狀態(tài)變化的重要性，不了解檢測潤滑油性能指標變化、判斷是否換油，是保護設備、防止設備發(fā)生磨損的關鍵，而僅僅是根據(jù)設備廠家提出的換油周期定期換油。

后市場維護標準制定情況

目前，風力發(fā)電設備后市場運維的標準化、信息化、專業(yè)化較低，行業(yè)急需規(guī)范。由中國石化潤滑油公司牽頭制定了風力發(fā)電機組專用潤滑劑國家標準GB/T 33540，包含軸承潤滑脂、開式齒輪潤滑脂、變速箱齒輪油、液壓油4個部分。該標準于2017年3月9日發(fā)布，2017年10月1日實施。這一標準對風電后市場及整機廠對潤滑油的選擇起到了指導作用。

綜上所述，風機數(shù)量在每年遞增的同時，風機的換油量會逐漸增多，因此在風機后市場運維潤滑油用量穩(wěn)定增長的同時，規(guī)范市場、提升技術服務支持非常關鍵。

風電行業(yè)潤滑技術服務改進

根據(jù)對風場風機維護現(xiàn)狀的分析，除提供品質優(yōu)異的潤滑油產品外，更需要針對該行業(yè)的特點進行潤滑技術服務流程、模式的提升和改進。

國外油品的技術服務模式現(xiàn)狀

由于中國風電領域建設初期，風電設備多為國外進口，故國外品牌的潤滑油脂隨進口設備共同進入中國，占領了初期風機潤滑油市場100%的份額，但其價格高昂，甚至達到8萬元/桶（170 kg）。風電設備的換油周期一般為3～5年，風電場運維人員由于不了解潤滑油，頻頻依賴于進口品牌，外油占領市場多年。

采用SWOT分析法對國外品牌油品技術服務模式的優(yōu)劣勢進行了分析，見圖3。

由圖3可見，國產潤滑油若想爭奪風電潤滑市場，首先要改進技術服務模式，指導風電行業(yè)用戶認知國產潤滑油，加強客群關系維護，規(guī)范服務標準。

長城潤滑油風電行業(yè)技術服務的改進

針對國外油品在中國的服務模式現(xiàn)狀，長城潤滑油為提升風電領域整體技術服務水平，改進現(xiàn)有服務流程，維護中國風場用戶，提出了改進的風電行業(yè)技術服務流程及模式。

提供用油診斷服務，為用戶量身打造設備潤滑用油解決方案

首先是進行需求及現(xiàn)狀調查，具體步驟如下：

◇現(xiàn)場訪問。與用戶的多個相關部門人員溝通，了解采購人員意向、倉儲管理人員意向，最關鍵是當面或電話形式與現(xiàn)場工作人員交流溝通，獲得設備名稱、設備使用年限、設備運轉狀況、用油信息、換油周期等情況，并做好記錄。溝通過程中，也是相互影響、客群關系維護的過程。

◇現(xiàn)場觀察。與設備管理人員共同到風場現(xiàn)場，觀察風機設備實際運轉狀態(tài)，觀察風機潤滑是否有跑冒滴漏等現(xiàn)象，通過詢問等方式進行記錄。通過觀察運維工人實際操作行為和表現(xiàn)來進行推測和判斷。

◇提取油樣分析。在合作意向較強烈的時期，進行油樣采集與分析。通過檢測結果，判斷風機設備使用情況和磨損情況。給出初步的用油建議計劃書。

之后是簽訂用（試）油協(xié)議，要求與風場用戶進行細節(jié)溝通后，明確服務內容：

◇設備及用油情況。

◇履行方式。我方所提供的服務項目，風場方需要配合的項目。

◇具體的實施過程，施工質量要求。

嚴把潤滑油加注關，在標準化流程上勝過進口油

采用專業(yè)的加注過濾設備、專業(yè)的油品運輸車輛，排除了環(huán)境及老舊設備污染等因素，避免油品在使用前的二次污染，圓滿解決用戶的用油安全問題。制定了現(xiàn)場實施服務流程細則，覆蓋內容見表2。

開展油品監(jiān)測采集類服務，積累大數(shù)據(jù)信息

油品分析有兩個目的，一是檢測被潤滑的工件質量，二是檢測潤滑油的質量。由于摩擦副的相對運動會導致零件的磨損，而磨損的直接表現(xiàn)是潤滑油中將蘊含大量的磨損顆粒[4]。

通過為用戶風機設備提供定期油液監(jiān)測服務，為風電用戶制定完善的在用油分析整套體系，科學確定換油周期，關注設備磨損狀態(tài)，降低設備使用風險。

換油完畢后的注意事項如下：

◇風機正常運轉30 min后，對油品進行取樣，作為狀態(tài)監(jiān)控基準數(shù)據(jù)進行存檔；

◇風機運行6個月之后，再提取一份油樣進行分析，與參考樣品的分析結果作對比。之后每年化驗一次油樣，監(jiān)控主要指標的變化值與變化趨勢，從而判斷油品的使用情況、各項理化指標的變化情況及設備的磨損情況[5]。

按照風電行業(yè)潤滑油檢測標準，進行取樣分析后，將數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)。根據(jù)用戶設備情況，包括品牌、使用年限、齒輪箱品牌的差異，分類進行數(shù)據(jù)留存，以便分析設備狀態(tài)及磨損情況。根據(jù)檢測結果與用戶開展現(xiàn)場交流，及時反饋。

增加企業(yè)潤滑管理培訓服務，強化國產品牌認知

通過與風電企業(yè)交流，舉辦設備潤滑管理培訓，幫助用戶了解潤滑油行業(yè)，了解中國潤滑油技術水平和在行業(yè)中的地位，熟悉潤滑油基礎及用油常識，從使用及管理上節(jié)省成本，達到降本增效的效果。

表2 現(xiàn)場實施服務流程細則的內容

長城潤滑油與運維公司合作服務模式的探索

在風電運維后市場，包括開發(fā)商、整機商、獨立第三方企業(yè)等紛沓而至，搶奪市場份額。其優(yōu)勢在于了解風機設備情況，熟悉風場環(huán)境，劣勢在于不熟悉潤滑油知識，難以承擔引入該項服務的風險。因此，中國石化潤滑油有限公司作為專業(yè)化的生產服務商，正在探索與運維商的合作模式，幫助運維人員提升潤滑油專業(yè)水平，協(xié)助運維商開啟增值服務管理。

長城風電專用油在風電場實現(xiàn)應用的技術服務典型案例

根據(jù)上述流程，長城潤滑油技術支持人員與市場人員共同努力，取得部分用戶認可。以長城320號風力發(fā)電設備傳動系統(tǒng)專用油（簡稱長城風電專用油）在寧夏某風場的應用為例，其技術服務歷程如下：

◇2015年7月，技術支持人員到寧夏某風場進行調研，了解設備的基礎信息，與設備管理人員開展交流，獲知設備用油情況及潤滑難點。

◇2015年9月，技術支持人員到寧夏某風場進行現(xiàn)場交流，結合調研的內容，從長城潤滑油企業(yè)宣傳、風電專用油品的生產工藝、生產流程控制、長城風電專用油獲得的認證、產品性能特點、技術服務等方面進行交流，得到用戶認可。

◇2015年10月，寧夏某風場認可使用長城風電專用油，開始簽訂技術協(xié)議，規(guī)定服務的內容及雙方權利義務。

◇2015年11月，開始提供換油服務，按照協(xié)議規(guī)定，由換油車進行現(xiàn)場操作，更換長城風電專用油，更換后留取油樣。

◇2016年2月、5月、11月分別取油樣，并由技術支持人員進行送樣檢測，同時進行典型數(shù)據(jù)分析，并及時反饋給用戶。

◇2016年12月，技術支持人員根據(jù)檢測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)比對分析，分析油品主要指標的變化，結果見表3。

跟蹤檢測結果表明，油品鐵含量稍有增高，屬正常范圍內；銅含量、黏度變化均在正常范圍內。應用試驗結束后，經過跨季節(jié)考驗的油品仍然保持在優(yōu)質狀態(tài)，產品能夠勝任不同氣候環(huán)境條件的考驗，齒輪齒面狀態(tài)完好，機組保持了正常運行狀態(tài)，說明長城風電專用油可以滿足設備正常運轉的要求。

結束語

通過對國外品牌油品的技術服務現(xiàn)狀進行優(yōu)劣勢分析，找出國產品牌潤滑油在風力發(fā)電設備后市場運維中的競爭機會，并有針對性地進行服務模式的提升，同時細化服務準則和工作流程。根據(jù)風電行業(yè)概況和后市場運維現(xiàn)狀，長城潤滑油牽頭制定了風力發(fā)電機組專用潤滑劑國家標準，在該領域起到規(guī)范作用。

表3 長城風電專用油應用過程中主要指標變化

科學合理化的風電潤滑技術服務可以幫助用戶主動預防、避免因潤滑不到位導致設備發(fā)生的故障。通過規(guī)范的潤滑技術服務模式，長城風電設備專用油已經替代部分風場原來使用的國外品牌油品。

風力發(fā)電設備后市場運維已開啟“智慧”時代，用戶需要更規(guī)范的服務商，享受更專業(yè)的服務。該領域將出現(xiàn)新的發(fā)展機遇。潤滑技術服務作為風力發(fā)電設備后市場運維的一部分，規(guī)范的服務流程和模式將促進行業(yè)的健康發(fā)展。長城潤滑油在提供優(yōu)質產品的同時，會繼續(xù)摸索行業(yè)特點，探尋多種提升服務質量的新的潤滑技術服務模式，促進風電行業(yè)設備用油的國產化替代。