引言

齒輪箱作為雙饋風(fēng)電機(jī)組的核心部件，運(yùn)行是否穩(wěn)定，將直接決定著建設(shè)方的切身利益。由于齒輪箱故障或者損壞引起的機(jī)組停運(yùn)事件時(shí)有發(fā)生，如 Gearbox Oil Hot Warning、Gearbox Oil Hot 等故障。隨著機(jī)組容量的不斷增大，以及風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間逐漸累積，由此帶來的直接損失和間接損失，維修人員投入維修工作的工作量也有不斷增加。因此，研究風(fēng)電齒輪箱過溫停機(jī)故障原因變得尤為重要。

 

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱油冷系統(tǒng)組成及原理介紹

齒輪箱潤(rùn)滑系統(tǒng)采用強(qiáng)制潤(rùn)滑的方式，主要功能為潤(rùn)滑( 形成油膜、降噪、吸振、減少摩擦等) 、冷卻( 熱量傳導(dǎo)、降低齒輪箱各軸承溫度) 由潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及傳感器等系統(tǒng)組成。潤(rùn)滑系統(tǒng): 吸油管、油泵、電機(jī)、過濾器、溫控閥以及相應(yīng)的連接膠管。冷卻系統(tǒng)一般為風(fēng)冷，包括風(fēng)扇、電機(jī)及相應(yīng)的連接膠管。傳 感 器: 包 括 壓 差 開 關(guān)、壓 力 傳 感 器、各 溫 度 測(cè) 點(diǎn)PT100 等。潤(rùn)滑系統(tǒng)能夠提供源源不斷的潤(rùn)滑油; 過濾器能夠過濾潤(rùn)滑油液中的雜質(zhì)，潔凈潤(rùn)滑油; 冷卻系統(tǒng)用來降低潤(rùn)滑油的溫度。

 

動(dòng)作原理如下: 風(fēng)作用到葉片上，驅(qū)使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪帶動(dòng)齒輪箱主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過電機(jī)泵與機(jī)械泵( 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)) 將潤(rùn)滑油從齒輪箱油池吸出，潤(rùn)滑油經(jīng)過濾后到達(dá)溫控閥。隨著油溫的升高，溫控閥分配高溫油經(jīng)過冷卻系統(tǒng)冷卻，再分配到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑。

 

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱軸承溫度高原因分析

2． 1 溫度傳感器 PT100 本身問題

機(jī)組報(bào)故障后查看故障波形，如果發(fā)現(xiàn)溫度有突變或者直接變?yōu)?0 或者較大等情況可以更換 PT100 進(jìn)行觀察，如果有備用芯的話，可以更換至備用芯。

 

2． 2 過濾系統(tǒng)問題

通過電機(jī)泵與機(jī)械泵( 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)) 將潤(rùn)滑油從齒輪箱油池吸出，然后通過濾芯后進(jìn)入各潤(rùn)滑點(diǎn)，假如濾芯堵塞，就會(huì)導(dǎo)致油路循環(huán)不暢，油溫過高，軸承溫度高。

 

2． 3 冷卻系統(tǒng)問題

冷卻系統(tǒng)組成由冷卻風(fēng)扇、散熱片等組成，發(fā)生故障時(shí)，檢查冷卻風(fēng)扇工作是否正常，能否正常啟動(dòng); 檢查冷卻風(fēng)扇風(fēng)道有無破損; 檢查散熱片有無臟污，并清理( 在風(fēng)場(chǎng)環(huán)境惡略的地區(qū)會(huì)導(dǎo)致散熱片堵塞嚴(yán)重，造成熱量不能有效地進(jìn)行交換) 。逐步排查，直至故障排除。

 

2． 4 溫控閥問題

溫控閥動(dòng)作機(jī)理: 通過電機(jī)泵與機(jī)械泵( 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí))將潤(rùn)滑油從齒輪箱油池吸出，潤(rùn)滑油經(jīng)過濾后到達(dá)溫控閥。當(dāng)通過的潤(rùn)滑油油溫低于 45℃ 時(shí)，因此時(shí)的潤(rùn)滑油油溫較低，不需要進(jìn)行冷卻，潤(rùn)滑油直接進(jìn)入齒輪箱各潤(rùn)滑點(diǎn); 當(dāng)通過的潤(rùn)滑油油溫高于 45℃時(shí)，溫控閥閥芯開始動(dòng)作，此時(shí)的潤(rùn)滑油部分直接進(jìn)入齒輪箱，部分通過冷卻器進(jìn)入齒輪箱; 當(dāng)通過的潤(rùn)滑油溫高于 60℃時(shí)，溫控閥閥芯完全關(guān)閉，此時(shí)的潤(rùn)滑油完全經(jīng)過冷卻器后進(jìn)入齒輪箱( 因油溫較高，需要經(jīng)過冷卻后才可進(jìn)入齒輪箱) 。

 

故假如溫控閥損壞，高溫油就會(huì)不經(jīng)過冷卻器源源不斷直接進(jìn)入齒輪箱，導(dǎo)致油溫升高，軸承溫度高故障也會(huì)隨之發(fā)生。

 

2． 5 油泵問題

根據(jù)齒輪箱潤(rùn)滑原理可以知道，齒輪箱采取強(qiáng)制潤(rùn)滑的方式。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)溫度變化，潤(rùn)滑油泵進(jìn)行高低速切換，以達(dá)到潤(rùn)滑降溫目的。

 

2． 6 參數(shù)問題

檢查齒輪箱油泵啟停流程及控制策略是否按規(guī)定設(shè)置。

2． 7 高速軸連軸器的安裝問題

齒輪箱的輸出軸( 高速軸) 采用聯(lián)軸器連接，安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格找中，其對(duì)中誤差必須控制在彈性聯(lián)軸器的允許值的下限以內(nèi)，一般應(yīng)≤0． 05mm，角度誤差≤30”。( 彈性聯(lián)軸器允許的對(duì)中偏差是用于補(bǔ)償在工作過程中由于受載及溫升和離心力所產(chǎn)生的變形，及無法避免的制造和對(duì)中偏差的，并不是安裝的允許偏差，要求安裝的允許偏差≤0． 05mm。此偏差指正常工作下的值，在安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)預(yù)留補(bǔ)償量。)

 

2． 8 齒輪箱油池液位、潤(rùn)滑油選型等問題檢查

發(fā)生異常時(shí)，應(yīng)首先檢查齒輪箱油池液位高低，是否滿足齒輪箱設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油量。另外只有廠家設(shè)計(jì)認(rèn)可的潤(rùn)滑油才允許 使 用，目前推薦使用的潤(rùn)滑油 品 牌 Mobilgear SHCXMP320． 對(duì)于不同品牌型號(hào)的潤(rùn)滑油，不允許混加，必須將齒輪箱內(nèi)部殘留清理干凈后才可以加入其它牌號(hào)的潤(rùn)滑油，而且在齒輪箱運(yùn)行滿半年后要對(duì)齒輪箱油液進(jìn)行抽樣化驗(yàn)。

 

2． 9 空氣濾清器是否通暢

檢查齒輪箱頂部空氣濾清器是否通暢，濾清器底部防失效皮塞是否拿掉。若空氣濾清器不通暢，則會(huì)引發(fā)齒輪箱內(nèi)外部存在壓力差，從而引發(fā)故障。

 

3 結(jié)語

風(fēng)電齒輪箱可能發(fā)生的故障原因有很多，除了一些常見的原因之外，溫控閥是引起軸承溫度高的主要原因之一。因此，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，要不斷對(duì)風(fēng)電齒輪箱的故障情況進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，進(jìn)而找出預(yù)防和排除故障的相關(guān)措施，以減少因故障而帶來的損失。

 

看過本文的人還看過：渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、蒸汽流量計(jì)