蓄能器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用與維護(hù)

常明

[摘? ? 要]介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中蓄能器的主要應(yīng)用，通過專業(yè)的研究與調(diào)查，精準(zhǔn)找出風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)蓄能器開展維護(hù)工作的有效措施，其內(nèi)容包含如合理控制安裝過程、精準(zhǔn)檢測運(yùn)行問題、改善測試方式及強(qiáng)化測試監(jiān)督等，從而有效提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部蓄能器運(yùn)行的科學(xué)性。

[關(guān)鍵詞]風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng);蓄能器;測試監(jiān)督

[中圖分類號]TH137.81 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–00–03

Application and Maintenance of Accumulator in Wind Turbine Hydraulic System

Chang Ming

[Abstract]This article will introduce the main applications of accumulators in the hydraulic system of wind power generation machinery in detail. Through professional research and investigation， we can accurately find out the effective measures to maintain the accumulators in the system， such as reasonable control of the installation process， accurate detection of operation problems， Improve the test method and strengthen the test supervision， etc.， so as to effectively improve the scientific operation of the accumulator in the hydraulic system of the wind turbine.

[Keywords]wind turbine hydraulic system; accumulator; test supervision

蓄能器多為存儲液體壓力的能量裝置，若將其放置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中，可有效解決該系統(tǒng)運(yùn)行的多種問題，適時提升液壓系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，而該類設(shè)備在使用過程中，為提升其運(yùn)行測試的準(zhǔn)確性，也要開展合理維護(hù)。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中蓄能器的主要應(yīng)用

1.1 蓄能器的工作原理

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中，蓄能器代表著存儲液體壓力的一個腔室，而在該類密封殼體中，相關(guān)人員可適時確認(rèn)蓄能器的使用類型。針對氣囊類蓄能器而言，在正式使用前需對該氣囊實(shí)行氣體補(bǔ)充，該類氣體多屬氮?dú)?，其充氣壓力值由工作?fù)荷與工作壓力共同組成，在開展工作期間，該液體會在液壓泵的作用下進(jìn)行氣囊壓縮，氣囊內(nèi)部氣體遭到壓縮后，會出現(xiàn)壓力值變大、體積縮小等現(xiàn)象，若該系統(tǒng)壓力與氣體壓力值相同，則氣囊內(nèi)部可保留適當(dāng)壓力能;當(dāng)氣囊內(nèi)部壓力超出系統(tǒng)壓力時，氣囊在膨脹狀態(tài)下會釋放出更多的壓力能。

具體來看，氣囊類蓄能器在實(shí)際應(yīng)用時會存有三項(xiàng)工作狀態(tài)，即當(dāng)蓄能器處在充電狀態(tài)時，其充氣壓力與氣體容積會保持值適宜的范疇，該項(xiàng)容積也代表著該蓄能器的總?cè)莘e;當(dāng)蓄能器處在充液狀態(tài)時，該類氣體壓力會獲得一定的提升，相較于充電狀態(tài)，該氣體容積會出現(xiàn)一定的回調(diào);若蓄能器到了適宜的供油狀態(tài)后，其氣體壓力值將會降到最低工作壓力值上，且氣體容量也會發(fā)生一定的改變。相關(guān)人員可依照風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中蓄能器的作用原理來測算出具體的出油量，從而提升蓄能器使用的科學(xué)性[1]。

1.2 主要作用

蓄能器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中有很多作用：①蓄能器可以作為一個輔助的能源，可以便于液壓系統(tǒng)選擇更小的泵;②蓄能器可以作為輔助的能源在液壓器的主要能源消耗盡的時候可以進(jìn)行補(bǔ)充作用，以保持液壓器內(nèi)壓力的穩(wěn)定性，在液壓器內(nèi)蓄能器可以減少系統(tǒng)回路中的沖擊，以防止對一些相關(guān)設(shè)備，如元件、管路造成損壞;③在液壓系統(tǒng)內(nèi)液壓泵出現(xiàn)意外停止工作或者電力不足的時候，蓄能器可以提供應(yīng)急能源確保液壓器安全進(jìn)行工作，保證工作不被間斷，同時，在較長的時間內(nèi)蓄能器可以維持系統(tǒng)內(nèi)的壓力，系統(tǒng)有泄漏的情況還可以進(jìn)行補(bǔ)充，借助蓄能器可以使液壓泵間歇工作，不需要持續(xù)進(jìn)行工作，避免因持續(xù)加壓造成升溫的情況，既能夠節(jié)約液壓系統(tǒng)的能源，又能夠最大程度地延長液壓器的使用期限，降低對液壓泵的危害。蓄能器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中既有減少液壓動脈沖擊的作用，又有作為輔助能源為系統(tǒng)保壓的作用。

1.3 應(yīng)用過程

在使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部的蓄能器時，相關(guān)人員應(yīng)適時明確該類裝置的作用，比如，在使用過程中其能利用適宜的油液補(bǔ)充來完善系統(tǒng)壓力中的蓄能回路。一般來講，在使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)下的蓄能器時，若發(fā)現(xiàn)液壓缸內(nèi)的液壓油流到了油箱內(nèi)，需立即釋放偏航剎車，在完成該項(xiàng)步驟后，蓄能器可為偏航液壓缸提供適宜的液壓油，有效維持當(dāng)前出現(xiàn)的偏航剎車，適時縮減系統(tǒng)壓力，若系統(tǒng)壓力下滑到與系統(tǒng)壓力開關(guān)內(nèi)的下限值時，可及時啟動液壓泵，有效解決系統(tǒng)壓力問題，因而利用蓄能器可有效完善液壓泵的工作狀態(tài)，使其隨時處在間歇工作中，合理縮減功率消耗。

在明確了蓄能器的作用后，相關(guān)人員應(yīng)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中開展蓄能器的具體運(yùn)用，在實(shí)際使用時，由于液壓泵內(nèi)的瞬時流量會出現(xiàn)不同程度的脈動，且系統(tǒng)內(nèi)部的多個閥門也會產(chǎn)生一定的振動，繼而引發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部流量、壓力等參數(shù)值的振動與變化。在安裝與使用蓄能器期間，相關(guān)人員要消除風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部的壓力脈動，在正式運(yùn)用前需明確該蓄能器可消減壓力的有效舉措，比如，在使用該類器械時，其能合理吸收超出平均流量下的瞬時流量，若瞬時流量較小，蓄能器則可利用自身性質(zhì)來向系統(tǒng)完成一定的供油工作，適時增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行的合理性。

在安裝與使用蓄能器的過程中，相關(guān)人員應(yīng)科學(xué)觀察不同流體在管路中流動的具體狀態(tài)，在實(shí)際應(yīng)用時，若相關(guān)控制閥出現(xiàn)突然關(guān)閉等不良現(xiàn)象，液流也會呈現(xiàn)突然停止流動等問題，其流體將會由動能轉(zhuǎn)化為壓力能，在相關(guān)閥門前出現(xiàn)不同程度的高壓。在使用蓄能器后，液壓沖擊等不良現(xiàn)象會被有效消除，基于液壓沖擊力是由管路內(nèi)部液體動量時間變化率來決定的，若壓力值升高，該蓄能器可適時吸收當(dāng)前的壓力能，在縮減管路內(nèi)部液體動量變化速度的同時，削弱其沖擊壓力[2]。

1.4 使用結(jié)果

在完成蓄能器的使用后，相關(guān)人員可適時檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)，了解各項(xiàng)因素給該系統(tǒng)運(yùn)行效果帶去的影響。由于蓄能器解決問題的高效性，其適時解決了多項(xiàng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行問題，及時控制了影響該系統(tǒng)運(yùn)行效果的多種變量，利用對該設(shè)備的合理使用來縮減系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的壓力波動，適時提升了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定度。

2 蓄能器破損的后果

在蓄能器沒有做好檢查維修工作的情況下，會出現(xiàn)一定破損影響工作的正常進(jìn)行，在沒有按照要求嚴(yán)格進(jìn)行工作時，蓄能器造成損壞后將會導(dǎo)致液壓泵開始頻繁地自行啟動并自行進(jìn)行打壓工作，這不僅會影響工作的正常進(jìn)行，還會浪費(fèi)大量的資源。如果蓄能器被破壞后，在工作過程中如果出現(xiàn)突然停電的情況，風(fēng)力發(fā)電機(jī)就不能再利用蓄能器的能量控制順槳停機(jī)正常進(jìn)行，高速軸制動器也不能正常剎車，葉輪也會無法停止轉(zhuǎn)動，偏航制動器無法停止工作，這一切都會造成嚴(yán)重的浪費(fèi)能源的情況，并且在一定程度上還會使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生危險，甚至?xí)斐娠w車事故。同時，蓄能器的破損還會導(dǎo)致偏航制動器和高速軸制動器在工作的過程中，液壓泵都會無緣由地自動啟動，且建壓的時間都還比較短。蓄能器的破損還會造成在液壓泵啟停壓力過程中，液壓系統(tǒng)內(nèi)的啟動和停止壓力的數(shù)值差會變大，甚至超出規(guī)定的數(shù)值范圍，并且液壓泵在工作過程中壓力上升的速度會非?？欤咚佥S制動器和偏航制動器在工作過程中，啟動時的速度會下降，影響工作效率。蓄能器一旦出現(xiàn)破損等情況，就會導(dǎo)致一系列問題的出現(xiàn)，影響液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行，所以一定要做好蓄能器的檢查和維護(hù)工作。

3 蓄能器維護(hù)的有效措施

3.1 合理控制安裝過程

風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部的蓄能器在正式使用前，需開展科學(xué)安裝，而具體的安裝過程會給該蓄能器的使用效果帶去較大影響。比如，在進(jìn)行蓄能器的安裝時，其安裝位置就要經(jīng)過適宜的檢查，相關(guān)人員應(yīng)合理探索風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)際運(yùn)行狀況，在其運(yùn)行較薄弱的位置安裝蓄能器可有效起到維護(hù)與檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行效果的作用。同時，在安裝蓄能器期間，工作人員需在其與液壓泵間安置適當(dāng)?shù)膯蜗蜷y，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部的液壓泵在實(shí)際使用時產(chǎn)生突然停止運(yùn)行等問題時，利用蓄能器中的單向閥可將已存儲好的壓力油倒掉。相關(guān)人員在安裝蓄能器的過程中還要適時關(guān)注吸收脈動或緩沖脈動時蓄能器的運(yùn)行狀態(tài)，為便于更好地檢修該類器械，可將其安置在振動源附近。此外，在使用與安裝蓄能器期間，工作人員要定期檢查其運(yùn)行位置，避免其出現(xiàn)在熱源附近，防止其產(chǎn)生因氣體熱膨脹而出現(xiàn)的系統(tǒng)壓力上升現(xiàn)象。

3.2 精準(zhǔn)檢測運(yùn)行問題

工作人員在維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中的蓄能器時，還要合理檢測其運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的問題，利用針對性措施來改善其運(yùn)行狀態(tài)。比如，當(dāng)蓄能器的運(yùn)行狀態(tài)不理想時，可發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在無執(zhí)行動作的狀態(tài)下，其液壓泵的啟動較頻繁，或機(jī)械剎車在失去一定的效力后，其葉輪仍隨風(fēng)力在緩慢轉(zhuǎn)動，當(dāng)產(chǎn)生該類現(xiàn)象時則代表著蓄能器遭到損壞，要適時檢查出該類機(jī)械出現(xiàn)損壞的原因，并通過適宜性舉措來完善該機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。與此同時，工作人員還要定期檢測機(jī)械制動器、偏航制動器等，在該類器械出現(xiàn)動作后，順勢觀察液壓泵的啟動次數(shù)，若每次的啟動時間都較短，也說明蓄能器內(nèi)部機(jī)組出現(xiàn)了一定程度的損壞，要對其及時維修[3]。此外，相關(guān)人員在測試液壓泵內(nèi)部的啟停壓力期間，當(dāng)液壓泵停止壓力與啟動壓力值的差距較大，且超出規(guī)定范圍時，則代表該液壓泵在工作運(yùn)行中的壓力值上升較快，嚴(yán)重影響蓄能器的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)蓄能器出現(xiàn)該項(xiàng)問題后，要及時測試蓄能器內(nèi)部的參數(shù)值，利用對相關(guān)參數(shù)值的調(diào)整來改善蓄能器的運(yùn)行狀態(tài)，從而提升該類器械的使用質(zhì)量。

3.3 改善測試方式

在實(shí)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部蓄能器的檢測時，相關(guān)人員可利用放油法來完成充氣壓力的檢測，借助蓄能器內(nèi)部油箱間與進(jìn)油口路中的截止閥壓力表，在油路內(nèi)部安置測試充氣壓力的各項(xiàng)壓力表，在開展具體的檢測時，需以較慢的速度開啟截止閥，讓壓力油重新回到油箱內(nèi)，而該階段的壓力表指針則會以較慢的速度下降，在到達(dá)某項(xiàng)壓力值后其數(shù)值快速下降到0，也就是說，該位置上的壓力表讀數(shù)為當(dāng)前蓄能器具體的充氣壓力。在蓄能器內(nèi)部設(shè)置適宜的壓力表與截止閥后，相關(guān)人員可先開啟截止閥，將當(dāng)前的系統(tǒng)壓力調(diào)整到0，在關(guān)閉截止閥以后，再合理開啟液壓泵，該系統(tǒng)壓力在存有液壓泵后，會突然上升到某項(xiàng)數(shù)值，再降低前進(jìn)速度，而其停止的位置也能代表蓄能器內(nèi)的充氣壓力。在了解到適宜的檢測方式后，相關(guān)人員應(yīng)定期開啟蓄能器的檢測與維護(hù)，利用適宜的測試方式來改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)蓄能器的運(yùn)行狀態(tài)。

3.4 強(qiáng)化測試監(jiān)督

在制定了適宜的蓄能器維護(hù)措施后，相關(guān)人員還應(yīng)強(qiáng)化對該類舉措的執(zhí)行力度，即利用有效措施了解與掌握蓄能器設(shè)備維護(hù)、檢修的具體過程，有助于及時發(fā)現(xiàn)檢修維護(hù)期間存有的問題，提升相關(guān)器械在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用效果。一般來講，項(xiàng)目管理者在日常工作中要適時強(qiáng)化對蓄能器的測試監(jiān)督工作，在測試該類設(shè)備的內(nèi)部性能時，由專人進(jìn)行科學(xué)性監(jiān)督，適時掌握該蓄能器維護(hù)的具體狀態(tài)，在該類監(jiān)督管理的影響下有效增強(qiáng)蓄能器運(yùn)行的科學(xué)性。此外，在測試蓄能器運(yùn)行條件時，由于其會遭受多項(xiàng)要素影響，在開展風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)蓄能器的性能測試前，應(yīng)精準(zhǔn)掌控影響該器械運(yùn)行效果的多項(xiàng)因素，適時增強(qiáng)測試結(jié)果的精準(zhǔn)性。測試人員在該環(huán)節(jié)中也要定期更新自身的測試技術(shù)水準(zhǔn)，并利用先進(jìn)的測試?yán)砟?、測試方式來改善蓄能器的運(yùn)行狀態(tài)，從而保證其在風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)行效果。

3.5 周期檢查氮?dú)鈮毫η闆r

在進(jìn)行蓄能器維護(hù)工作過程中，要按照實(shí)際情況，著重對氮?dú)鈮毫η闆r進(jìn)行周期檢查，在這一過程中，可以利用壓力表或者截止閥等工具進(jìn)行蓄能器的常規(guī)檢查工作。在檢測氮?dú)鈮毫r，要先將截止閥慢慢打開，確保液壓油在一定壓力作用下可以回流到油箱中，壓力表的指針也隨之慢慢變化，數(shù)值達(dá)到一定程度后并下降至零，這時候壓力表上面的數(shù)值就代表著蓄能器內(nèi)的充氣壓力值。另外一種檢測方法是先關(guān)閉截止閥，然后再打開液壓泵，在這一過程中壓力表上的壓力數(shù)值會上升到一定程度再進(jìn)行緩慢上升，快速上升和緩慢上升的臨界值就是蓄能器的充氣壓力值。使用這兩種方法檢查氮?dú)鈮毫r都比較簡單，但是都需要注意在檢測小容量的蓄能器充氣壓力數(shù)值時，檢測過程很容易受到系統(tǒng)執(zhí)行元件的影響，造成較大的誤差，并且這一過程產(chǎn)生的數(shù)值也會受到很大的人為因素的影響，所以這個情況下測出來的數(shù)值只能作為參考依據(jù)，不能完全作為檢查結(jié)果。在補(bǔ)充氣體或者壓力不足的情況下，還有可能會出現(xiàn)無法充氣的情況，會導(dǎo)致氣體由液壓系統(tǒng)內(nèi)溢出來導(dǎo)致蓄能器的氣囊受損，這樣的情況下，蓄能器檢查氮?dú)鈮毫涂梢酝ㄟ^更換氣囊并測試的方式進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后繼續(xù)使用。

4 結(jié)束語

在使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部蓄能器的過程中，若其充氣壓力降低或器械出現(xiàn)損壞，不但會影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定度，還會增加該系統(tǒng)剩余元件損壞的概率，要利用適宜的維護(hù)手段來改善其應(yīng)用狀態(tài)，提升機(jī)組運(yùn)行的整體安全。

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