試論雙饋風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承維護(hù)

倪江濤

摘要：雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在長期的運(yùn)行過程中，因地理?xiàng)l件、氣候環(huán)境、設(shè)備老化等因素的影響，導(dǎo)致運(yùn)行效率低下。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在風(fēng)力發(fā)電中被普遍應(yīng)用，發(fā)電機(jī)軸承作為關(guān)鍵部件，在長期使用過程中，由于維護(hù)不到位，會(huì)引起多種故障，比較常見的有磨損、電蝕、變形、剝落等，這些問題需要在日常維護(hù)中多加注意，針對(duì)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的原因，采取相應(yīng)的有效處理措施，實(shí)時(shí)掌握軸承的運(yùn)行狀況，及早發(fā)現(xiàn)軸承故障的征兆，在故障的發(fā)展初期，及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)，保證雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)電機(jī);電機(jī)組;發(fā)電機(jī)軸承

風(fēng)力發(fā)電作為可再生的清潔能源，很好的緩解了我國能源緊張狀況，我國大力開發(fā)風(fēng)力資源，將風(fēng)力資源轉(zhuǎn)化為人們需要的電能，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。為了保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長期穩(wěn)定的運(yùn)行，需要對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行必要的日常維護(hù)，尤其是耗損較大的軸承，軸承在發(fā)電機(jī)中長期處于滾動(dòng)狀態(tài)，極易發(fā)生故障，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組日常維護(hù)中，著重檢測(cè)軸承的各個(gè)零件，判斷軸承的工作狀態(tài)，及時(shí)排除軸承的潛在隱患。

一、雙饋風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承常見的故障

1、疲勞剝落

風(fēng)電發(fā)電機(jī)處于長時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)電機(jī)軸承長期超負(fù)荷運(yùn)行，在滾動(dòng)過程中，與內(nèi)外圈之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)使接觸表面發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕問題，最后導(dǎo)致軸承接觸面的金屬剝落。發(fā)生疲勞剝落的主要原因是軸承持續(xù)性疲勞滾動(dòng)，在交變應(yīng)力的作用下，軸承表面金屬呈片狀剝落，形成這個(gè)問題的根本原因是潤滑不良，或者是軸承與接觸構(gòu)件應(yīng)力集中，造成金屬的剝落，金屬碎片掉至軸承滾道上，將進(jìn)一步擴(kuò)大軸承的受損程度，會(huì)出現(xiàn)非常明顯的沖擊信號(hào)，發(fā)展下去會(huì)出現(xiàn)噪音和設(shè)備發(fā)熱問題。

2、磨損、擦傷

發(fā)電機(jī)軸承構(gòu)件內(nèi)部進(jìn)入異物，或者是軸承長時(shí)間的滾動(dòng)，都會(huì)引起軸承的磨損，軸承安裝不夠準(zhǔn)確，潤滑操作不當(dāng)，也會(huì)引起軸承的磨損和擦傷，如果沒有及時(shí)的維護(hù)，受損面積將會(huì)擴(kuò)大，增加軸承滾動(dòng)體和內(nèi)外圈之間的縫隙，影響軸承的滾動(dòng)精度，會(huì)發(fā)出噪音，出現(xiàn)振動(dòng)的狀況。

3、斷裂、變形

如果軸承的滾道表面出現(xiàn)了劃痕和壓痕，會(huì)引起軸承出現(xiàn)沖擊載荷，對(duì)破損位置造成進(jìn)一步的損害，導(dǎo)致劃傷構(gòu)件表面金屬剝離，由此會(huì)引起軸承塑性變形;當(dāng)軸承構(gòu)件受到過大應(yīng)力的作用，超過本身材料的承受范圍，會(huì)使軸承內(nèi)部或表面出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)生裂紋的原因有很多種，第一，軸承長期處于過載的工作狀態(tài);第二，本身質(zhì)量問題，使用的材料質(zhì)量不過關(guān);第三，熱處理問題;第四，軸承安裝不合理，軸承和主軸之間裝配過盈。

4、電蝕、腐蝕

當(dāng)發(fā)電機(jī)中的無絕緣體被高壓擊穿時(shí)，形成擊穿電流，引起軸承滾道或者是接觸點(diǎn)出現(xiàn)電火花，電火花在軸承上產(chǎn)生了電蝕損傷，如果軸承密封不夠嚴(yán)密，會(huì)有水或者是異物進(jìn)入軸承內(nèi)部，與軸承金屬材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)腐蝕。

5、壓痕

軸承在過載運(yùn)行時(shí)，軸承滾動(dòng)體和內(nèi)外圈接觸表面會(huì)發(fā)生塑性形變，在接觸表面產(chǎn)生麻點(diǎn)坑洼，發(fā)電機(jī)最直接的表現(xiàn)是劇烈的震動(dòng)，發(fā)出噪音。有異物進(jìn)入也會(huì)引起軸承接觸面的壓痕問題。

二、雙饋風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承維護(hù)

1、調(diào)整風(fēng)電機(jī)組加油方式

風(fēng)電機(jī)組一般處于偏遠(yuǎn)的地理位置，氣候條件相對(duì)惡劣，在潮濕、高溫、低溫的環(huán)境中，致使風(fēng)電機(jī)組出現(xiàn)故障的可能性較高，由于軸承排油孔設(shè)置問題，會(huì)引起軸承的潤滑不當(dāng)，導(dǎo)致軸承失效。在軸承日常維護(hù)中，除了要遵守風(fēng)機(jī)維護(hù)手冊(cè)，還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行加油量和加油次數(shù)的調(diào)整，在風(fēng)機(jī)維護(hù)手冊(cè)中，對(duì)軸承加油制定了標(biāo)準(zhǔn)，手冊(cè)中要求每6 個(gè)月，加油75g，但在實(shí)際的軸承維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)，被損壞軸承的潤滑狀況不好，滾子和滾槽表面潤滑效果差，有些干澀，達(dá)不到手冊(cè)中的潤滑標(biāo)準(zhǔn)，在加油過程中，使用手動(dòng)黃油槍加注，75g的潤滑油，加注了2 分鐘，在加油過程中，維護(hù)人員關(guān)閉發(fā)電機(jī)，或者是讓軸承低速運(yùn)轉(zhuǎn)，潤滑油加注的時(shí)間過短，而且加注量不夠，沒有均勻的分布到軸承滾子和滾子槽道表面，軸承的潤滑狀況沒有完全得到改善。維護(hù)人員已經(jīng)遵照風(fēng)機(jī)維護(hù)手冊(cè)進(jìn)行加油維護(hù)，但是軸承潤滑狀況沒有明顯的改善，經(jīng)過長時(shí)間的滾動(dòng)，潤滑失效，導(dǎo)致軸承磨損。所以要對(duì)加油方式進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整加油間隔，改為每3個(gè)月加油1 次，每次加油150g，在加油時(shí)，開啟發(fā)電機(jī)，加注時(shí)間調(diào)整為3分鐘，通過加油方式的調(diào)整，使軸承得到足夠的潤滑油，解決潤滑油失效故障。

2、碳刷日常維護(hù)措施

風(fēng)電機(jī)組在維護(hù)過程中，會(huì)使用碳刷清除碳粉，風(fēng)電場使用的碳刷品牌有好幾種，在進(jìn)行維護(hù)時(shí)，一臺(tái)發(fā)電機(jī)會(huì)使用不同品牌的碳刷，對(duì)集電環(huán)進(jìn)行清理，由于碳刷品牌的不同，在集電環(huán)表面形成的碳刷磨損不均，但是碳粉必須要定期清理，如果碳粉堆積過多，會(huì)威脅到軸承的使用安全，碳粉會(huì)從細(xì)縫落到軸承表面，或者是內(nèi)部滾道，所以要使用同一品牌的碳刷，清理集電環(huán)，要求維護(hù)人員定期清理風(fēng)電機(jī)組，尤其是集電環(huán)室下的通風(fēng)口，務(wù)必要清理干凈，清除風(fēng)電機(jī)組的碳粉，防止碳粉引起軸承失效。

3、使用絕緣軸承

發(fā)電機(jī)在出廠時(shí)，配有兩個(gè)軸承，一個(gè)進(jìn)行了絕緣處理，在軸承內(nèi)圈和軸承接觸點(diǎn)，都使用了絕緣介質(zhì)，也就是絕緣軸承;另一個(gè)是非絕緣軸承，使用的是端蓋結(jié)構(gòu)，在實(shí)際使用過程中，存在感應(yīng)電流，容易產(chǎn)生電蝕問題，電流會(huì)對(duì)軸承的潤滑脂、滾動(dòng)體、管道都會(huì)造成電腐蝕的傷害，不利于軸承的正常運(yùn)行，所以在更換軸承時(shí)，一定要使用絕緣軸承，防止非絕緣軸承的電流危害。

4、規(guī)范化軸承更換

風(fēng)電機(jī)組使用的是深溝球軸承，使用的裝配方法有兩種，一種是過盈配合，另一種是加熱裝配，在軸承更換時(shí)，維護(hù)人員沒有按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更換，直接把軸承放在液壓站油中，然后使用電磁爐加熱，維護(hù)人員不能準(zhǔn)確的判斷出軸承溫度，溫度控制不力，導(dǎo)致軸承加熱不均，軸承內(nèi)部還存在液壓油的殘留，影響到軸承的潤滑效果，如果加熱的溫度過高，會(huì)降低軸承的硬度，減少軸承的使用壽命，極易發(fā)生磨損和剝落。所以要規(guī)范化軸承更換操作，使用專業(yè)的軸承加熱器，將軸承準(zhǔn)確的放置到加熱器上，加熱溫度不可超過120℃，盡量避免再次加熱，要一次加熱更換完畢。

5、接地系統(tǒng)改進(jìn)措施

風(fēng)電機(jī)組使用的是雙饋式異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子需要的電力，是由變頻器IGBT提供，保證了發(fā)電機(jī)的電能質(zhì)量。軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，會(huì)有靜電放電問題，以及發(fā)電機(jī)磁場的不對(duì)稱，使發(fā)電機(jī)的軸承產(chǎn)生電流，這些電流通過集電環(huán)上的接地碳刷導(dǎo)入大地。軸承長時(shí)間的運(yùn)行，一直有電流的產(chǎn)生，增加電腐蝕發(fā)生的概率，集電環(huán)上的碳刷只是單一的接地，碳刷表面有碳粉，以及運(yùn)行過程中產(chǎn)生的磨損，會(huì)導(dǎo)致碳刷的接地不良，軸承中的電流不能快速的導(dǎo)入大地，失去了電腐蝕的防范作用。要改進(jìn)軸承的接地系統(tǒng)，在齒輪箱側(cè)的軸承上，安裝轉(zhuǎn)軸接地，使軸承具有了兩組接地系統(tǒng)，兩組同時(shí)接地，加快電流導(dǎo)入大地的速度，將轉(zhuǎn)子中的電流排除，實(shí)現(xiàn)軸承電腐蝕的安全防護(hù)。

三、結(jié)語

引起發(fā)電機(jī)軸承故障的原因較多，作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部的重要部件，發(fā)生故障后，會(huì)影響到發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，引起故障的原因可以總結(jié)為潤滑失效、過載運(yùn)行、安裝拆卸問題、密封不嚴(yán)、電蝕等，在風(fēng)電廠的日常工作中，需要對(duì)發(fā)電機(jī)軸承進(jìn)行定期的維護(hù)，根據(jù)引起故障的原因，采取相應(yīng)的維護(hù)措施，保證風(fēng)電機(jī)組的高質(zhì)量運(yùn)行。

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