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目前,風力發電市場正在歐美、以及亞洲部分地區蓬勃發展,我國也正在大力發展風力發電產業。潤滑油產品作為風力發電機完美運轉的不可缺少的部分,它的選擇和管理直接影響到風力發電機的正常運轉和發電成本,據美國斯坦福大學研究小組的調查:以1.5MW 的風力發電機組的單位發電成本計算,每年的運行和維護成本約占 18.8 %。風力發電設備除了要選擇與其運轉工況相適應的潤滑油產品,還需要通過對油品的合理儲存,保持油脂的清潔、干燥不含水;同時要定期對潤滑油品進行分析,觀察其油品質量變化,監測機組的運行狀況,及時發現設備可能出現的故障隱患。這樣才能保證設備的運轉可靠性,延長設備的使用壽命,降低運轉維護費用,提高風力發電的盈利能力。
1.保證油脂的清潔
在購置風電設備時,用戶需要考察齒輪箱軸承和油箱的密封設計、過濾元件的選擇、加工、組裝和試車階段的清潔度。除此之外,在使用過程中對于潤滑油品的儲存和添加,首先要保障儲存油品的倉庫的清潔;其次,在機艙內給增速齒輪箱、液壓油箱添加潤滑油時,有條件的要經過濾油機加注,避免加注、維修、取樣等過程帶進去污染雜質;另外還要確保潤滑油箱密封件完好無損,防止外界物質進行潤滑系統。
2.保持油品的干燥不含水
運行在近海地區、海島、草原等地區的風力發電機組,水分的污染則是重點考慮的事項,有數據表明:即使水份含量為0.03 %( 300ppm ),軸承的使用壽命也會減為原始壽命的一半甚至更短。
風力發電機一般采取強制風冷,目前新型的風力發電機組還設置了水冷系統,冷卻水管道布置在定子繞組周圍,通過水泵與外部散熱器進行循環熱交換。冷卻系統不僅直接帶走發電機內部的熱量,同時通過熱交換器帶走齒輪潤滑油的熱量。采用強制水冷,大大提高了發電機的冷卻效果,提高了發電機的工作效率,但此時需注意冷卻系統的泄漏,因為齒輪箱內若有水分存在,會使添加劑發生化學反應,不但縮短油品使用壽命,同時可引起齒輪表面微點蝕現象的發生。
針對這些危害,除了加大對機艙的防雨和透氣設計,注意增速齒輪箱的潤滑油箱頂部的干燥呼吸器的干燥劑的變化,防止水汽從此處的進入,另外在添加潤滑油時要防止水分的進入,有條件的情況下,在過濾油品時采用能夠吸附油中水分的離線式吸附過濾器材,例如: 真空濾油機 。
3.保證油品的運轉溫度適宜
風力發電機正常運轉過程中,增速齒輪箱的油品溫度能夠達到70 ℃左右,在高溫下長期運轉會極大地加速油品的氧化,同時如果油品中含有鐵、銅等金屬磨屑,氧化速度會加速,因此要對齒輪油進行強制外循環冷卻散熱,盡可能使油品的運轉溫度降低,降低油品的氧化速度。對于運轉溫度高的齒輪箱推薦使用合成型工業齒輪油。
4.設備用油的監測
據有關機構的數據統計分析,在風力發電機的故障中,控制系統的原因為13 %,增速齒輪箱的原因為 12 %,偏航系統的原因為 8 %,液壓系統為 5 %,主軸承的原因比例為 1 %,因此針對風力發電機組的運轉特點,要積極的提高齒輪箱、液壓系統、軸承的潤滑維護水平。對于增速齒輪箱的取油化驗分析,可以采用每半年取樣分析一次的頻次;發現運行狀態異常的齒輪箱可根據需要隨時采集油樣;加強與潤滑油提供商的合作,做好設備的選油和用油監測工作,提高風力發電機組的運轉可靠性。
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