淺談風(fēng)電機(jī)組潤滑管理

姜偉

摘要：隨著環(huán)境污染和溫室氣體排放日益嚴(yán)重，風(fēng)力發(fā)電作為有效減緩氣候變化、大規(guī)模利用風(fēng)能最經(jīng)濟(jì)的方式，得到了世界各國相關(guān)人士的高度關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在投產(chǎn)后的2--4年是故障高發(fā)期，其中80%的機(jī)器零件失效歸因于磨損，因此，風(fēng)電潤滑技術(shù)的研究和發(fā)展顯得尤為重要。良好的潤滑是風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定運行的保障，同時也是降低電力成本的保證。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組潤滑;油品選擇;油品分析;優(yōu)化管理

引言：風(fēng)電的快速發(fā)展對風(fēng)電潤滑管理提出了更高的要求，為保障風(fēng)電場中風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定運行，風(fēng)電機(jī)組油品潤滑管理的全面優(yōu)化和創(chuàng)新，勢在必行。用先進(jìn)的潤滑技術(shù)和系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的運作模式，從油品選擇、狀態(tài)檢測到對潤滑維護(hù)進(jìn)行全面優(yōu)化整合，以提升設(shè)備潤滑管理水平。

1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

歐洲風(fēng)能協(xié)會分析指出，風(fēng)能領(lǐng)域的最新產(chǎn)品和先進(jìn)技術(shù)主要出現(xiàn)在荷蘭、丹麥、西班牙、德國、美國和瑞典等國家。風(fēng)電行業(yè)在我國“十三五”規(guī)劃、十九大報告提出要建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系等國家政策的支持下也在不斷發(fā)展。風(fēng)電潤滑技術(shù)是延長風(fēng)電機(jī)組壽命的關(guān)鍵技術(shù)。作為風(fēng)電機(jī)組最主要的潤滑對象，風(fēng)電軸承本身的選擇也很重要。目前，國外領(lǐng)先的風(fēng)電配套軸承研發(fā)機(jī)構(gòu)主要有：瑞典SKF公司、德國RotheErde公司和FAG公司等。國內(nèi)外常用的風(fēng)電主軸軸承主要有雙排調(diào)心軸承、三排圓柱滾子軸承、單支撐雙列圓錐滾子軸承和雙支撐單列圓錐滾子軸承等。其中，雙列圓錐滾子軸承是風(fēng)電主軸軸承最理想的選擇。荷蘭科學(xué)家J.Frenken早在2004年就已經(jīng)在實驗上首次證實了超潤滑的存在。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，室溫條件下的從微米到厘米尺度的超潤滑和微米尺度的高速超潤滑在實驗上已經(jīng)實現(xiàn)。在我國，廣州機(jī)械院早在20世紀(jì)80年代初期就已經(jīng)開始了機(jī)械設(shè)備潤滑、磨損狀態(tài)檢測以及故障診斷技術(shù)應(yīng)用方面的研究。目前，這些技術(shù)已經(jīng)較為成熟，為國內(nèi)眾多風(fēng)電企業(yè)提供了有力的技術(shù)支持。風(fēng)電潤滑市場不再只依賴于外資潤滑品牌，目前我國已經(jīng)成為全球風(fēng)力發(fā)電規(guī)模最大、增長最快的市場。

2.風(fēng)電設(shè)備潤滑技術(shù)管理簡介

2.1潤滑油（脂）

風(fēng)電設(shè)備潤滑技術(shù)監(jiān)督工作中，要對潤滑油（脂）相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，并定期開展風(fēng)電潤滑油（脂）的檢測工作，分析油（脂）指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)及時進(jìn)行更換。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所用潤滑油，其全部油量的3/4用于齒輪箱的潤滑。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組潤滑脂主要用于風(fēng)機(jī)主軸、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)等重要部件的各軸承、齒輪的潤滑。齒輪箱潤滑油應(yīng)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(yīng)具有較低的摩擦系數(shù)以降低齒輪傳動中的功率損耗。依據(jù)風(fēng)電機(jī)組機(jī)齒輪箱潤滑油的基本性能要求，其定期檢測分析項目應(yīng)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(fēng)電機(jī)組機(jī)潤滑脂的基本性能要求，其定期檢測分析項目應(yīng)包括：外觀、滴點、雜質(zhì)、極壓性能、抗磨性能以及基礎(chǔ)油粘度等。

2.2設(shè)備潤滑部件及裝置

風(fēng)機(jī)齒輪箱是將風(fēng)輪獲得的低轉(zhuǎn)速機(jī)械能轉(zhuǎn)變成高轉(zhuǎn)速的機(jī)械能，是載荷和轉(zhuǎn)速匹配的中心部件。齒輪箱的潤滑系統(tǒng)對齒輪箱及風(fēng)電機(jī)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(jī)、泵和過濾器組成）、熱交換單元以及油過濾單元組成。在風(fēng)電機(jī)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(biāo)。通常，齒輪箱正常工作時的最高油溫不應(yīng)超過85℃，不同軸承間的溫差不應(yīng)超過15℃。齒輪箱潤滑系統(tǒng)應(yīng)是風(fēng)電機(jī)組設(shè)備潤滑技術(shù)監(jiān)督工作應(yīng)重點監(jiān)督的對象，在風(fēng)機(jī)正常運行時應(yīng)對齒輪箱油溫油壓進(jìn)行監(jiān)測，在定期巡檢中應(yīng)對齒輪箱潤滑系統(tǒng)各單元進(jìn)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(jìn)行直接觀測。

變槳系統(tǒng)是根據(jù)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變?nèi)~片槳距角的大小，從而達(dá)到控制發(fā)電機(jī)的輸出功率的目的。偏航系統(tǒng)在風(fēng)電機(jī)組中的作用是轉(zhuǎn)動機(jī)艙，使風(fēng)輪穩(wěn)定的跟蹤風(fēng)向變化，保證捕獲最大的風(fēng)能。目前，風(fēng)電機(jī)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(jī)是風(fēng)電機(jī)組中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備，發(fā)電機(jī)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(yīng)針對風(fēng)電機(jī)組各大部件的常見潤滑故障開展相應(yīng)的檢查檢驗。風(fēng)電機(jī)組設(shè)備潤滑裝置主要是為了保障設(shè)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。

3.油品狀態(tài)檢測

油品狀態(tài)檢測，不僅僅能反映出油品的狀態(tài)，判斷油品是否可以繼續(xù)使用，添加劑是否消耗，有無水分和其他污染，更重要的是能反映出設(shè)備的磨損狀態(tài)，預(yù)報早期的設(shè)備故障，因此是得到廣泛認(rèn)可的預(yù)測性保養(yǎng)科學(xué)方法，也是評估潤滑油和風(fēng)電機(jī)組狀況的有力工具，有助于減少潛在的計劃外停機(jī)損失，在出現(xiàn)重大故障前，識別隱患，把問題消滅在初期，避免發(fā)生災(zāi)難性故障。軸承公司認(rèn)為油品狀態(tài)檢測能夠提高這些系統(tǒng)的性能和可靠性，提高設(shè)備的有效運行時間，判定最佳維修時機(jī)。殼牌在已經(jīng)檢驗的數(shù)萬臺次風(fēng)電機(jī)組齒輪油樣品檢測報告中發(fā)現(xiàn)，其中0.6%樣品油的粘度變化超過+/-20%，鐵元素超標(biāo)占3%，其他的問題還有總酸值高、水污染、銅含量過高等。這些數(shù)據(jù)有利于各風(fēng)電場管理者有針對性地采取預(yù)防措施。

4.建立管理規(guī)范

加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的潤滑管理工作，在科學(xué)管理的基礎(chǔ)上，建立優(yōu)質(zhì)的潤滑管理規(guī)范，對保證風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)定運行、減少故障停機(jī)和事故、提高發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)效益等，都有著至關(guān)重要的作用。

一般來說，優(yōu)質(zhì)的潤滑管理都會遵循“五定”原則：定編制、定職責(zé)、定制度、定規(guī)范和定位置。具體到風(fēng)電場來說，科學(xué)的潤滑管理規(guī)范應(yīng)該包括以下幾個部分：

（1）油品管理規(guī)范。如油品入庫制度：油品到庫后應(yīng)登記入冊，油品標(biāo)識應(yīng)清晰可見。油品儲放規(guī)范：油品應(yīng)在室內(nèi)分類存放，避免潮濕環(huán)境，以防水分或灰塵進(jìn)入，影響油品使用性能或?qū)е掠推纷冑|(zhì)。廢油處理制度：廢油和新油應(yīng)該分開存放，廢油處理應(yīng)遵循國家環(huán)保法規(guī)的要求。

（2）倉庫管理規(guī)范。如油料收發(fā)領(lǐng)用登記制度：添油、換油、領(lǐng)發(fā)油、廢油處理都應(yīng)登記入冊。潤滑工具管理制度：各種潤滑設(shè)備，包括潤滑容器、工具等，要分類存放，碼放整齊，標(biāo)識清晰，位置固定。

（3）潤滑人員管理規(guī)范。如潤滑人員崗位責(zé)任和細(xì)則：建立崗位責(zé)任制，明確分工，做到職責(zé)清晰、責(zé)任落實、獎懲分明。人員定期培訓(xùn)制度：加強(qiáng)對現(xiàn)場人員的技術(shù)培訓(xùn)。

（4）風(fēng)電機(jī)組潤滑技術(shù)規(guī)范。如風(fēng)電機(jī)組潤滑技術(shù)檔案：編制風(fēng)電機(jī)組潤滑圖表、風(fēng)電機(jī)組潤滑維護(hù)手冊等。潤滑工作規(guī)范：風(fēng)電機(jī)組潤滑點檢測的工作流程、操作規(guī)范、工作標(biāo)準(zhǔn)，確保其標(biāo)準(zhǔn)化、程序化和規(guī)范化。油品狀態(tài)檢測監(jiān)控制度：明確取樣時間、取樣流程、取樣標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)控制等。

5.結(jié)語

風(fēng)電潤滑主要從潤滑脂性能、潤滑方式、密封技術(shù)和風(fēng)電運維四個方面開展工作，實現(xiàn)潤滑技術(shù)的突破。風(fēng)電潤滑技術(shù)正朝著高效率、長壽命、低成本、綠色無污染的方向發(fā)展。只有不斷提高潤滑質(zhì)量和潤滑效率，才能滿足風(fēng)電潤滑市場的大規(guī)模需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]風(fēng)電機(jī)組潤滑產(chǎn)品解決方案[J].宣小平，楊搏，余曉鶯.風(fēng)能.2011（02）

[2]讓風(fēng)電軸承轉(zhuǎn)得更好[J].羅明.中國設(shè)備工程.2010（03）

[3]風(fēng)電設(shè)備的發(fā)展及其潤滑需求[J].水琳.石油商技.2007（01）

[4]風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].吳仲理，嚴(yán)循進(jìn)，盧仕維.產(chǎn)業(yè)與科技論壇.2015（24）

[5]風(fēng)機(jī)潤滑技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].侯紅梅.通用機(jī)械.2015（09）