風(fēng)電齒輪箱潤滑系統(tǒng)故障分析及解決措施研究

賀海軍

甘肅華電玉門風(fēng)力發(fā)電有限公司 甘肅 酒泉 735211

1 引言

目前在我國節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略推動下,我國加大了對風(fēng)電等新能源發(fā)電企業(yè)的建設(shè)力度,表現(xiàn)出風(fēng)電機組的單機容量和總裝機容量在持續(xù)增長,風(fēng)電場的建設(shè)規(guī)模也在不斷增大。但是在長時間的風(fēng)電機組運行中,也暴露出風(fēng)電機組具有較高故障概率而影響其正常運行的問題,導(dǎo)致機組的利用率較低。而對于影響風(fēng)電機組正常運行的故障進行分析可知,其中比較常見的故障就是齒輪箱故障,而且此類故障的排除時間比較長。齒輪箱運行中的常見故障則主要有輪齒損壞以及潤滑系統(tǒng)故障,而且其中的供油和冷卻系統(tǒng)故障的比例在不斷增長。此類故障不僅會影響潤滑系統(tǒng)的正常運行,還會損壞齒輪箱的其他部件,表現(xiàn)出供油不足、齒輪箱高溫以及軸承損壞等問題而縮短潤滑油的使用壽命,并且會影響齒輪箱乃至整個發(fā)電機組的正常運行。

2 風(fēng)電齒輪箱潤滑系統(tǒng)常見故障及原因分析

2.1 冷卻器冷卻能力不足的問題 風(fēng)電機組運行中容易出現(xiàn)齒輪箱潤滑油溫度過高的故障,這就會造成限制機組功率的問題,甚至導(dǎo)致停機故障的發(fā)生。而且潤滑油溫度過高還會加速潤滑油的氧化速度,在潤滑油被氧化之后還會產(chǎn)生沉淀物質(zhì)和酸性物質(zhì)而造成油道的堵塞問題,甚至還會加劇軸承、閥芯以及泵的磨損速度,導(dǎo)致齒輪箱的使用壽命縮短。在造成上述潤滑油溫度過高的原因中,比較常見的就是冷卻器冷卻能力不足的原因。在分析導(dǎo)致上述問題的原因時,主要分析風(fēng)電齒輪箱在惡劣的運行環(huán)境中長時間運行時,由于疏于清掃管理會導(dǎo)致散熱器的散熱片或者是冷卻器的進風(fēng)口過濾網(wǎng)位置上被各種污垢覆蓋,這就會降低上述散熱器和冷卻器的換能效率,同時如果有灰塵或其他物質(zhì)附著在風(fēng)冷器的外部,也會對其散熱效果造成影響。此外,在潤滑油經(jīng)過長時間運行之后也會出現(xiàn)油品變質(zhì)的問題,或者是出現(xiàn)較多的污垢堆積在風(fēng)冷器管路中時,也會減小管路通經(jīng)并且會降低冷卻器的散熱能力,此外還會導(dǎo)致流體和傳熱面之間的傳熱阻力的增加,降低總的傳熱系數(shù)而導(dǎo)致上述冷卻器冷卻能力不足及其引發(fā)的油溫過高的問題。

2.2 電動泵故障 齒輪箱潤滑油系統(tǒng)中的另一類常見故障就是電動泵故障,其中主要有電機、傳感器以及閥類等部位容易出現(xiàn)故障。而其中的電機故障則主要表現(xiàn)出溫度過高、不啟動、振動以及噪音過大等問題。而導(dǎo)致出現(xiàn)上述電機故障的原因則主要有電源的電壓異?；蛘呷嚯娫床黄胶獾墓收?、或者是電機過載運行的原因、或者是電機本身出現(xiàn)繞組短路或短路以及其他類型的機械故障等原因、再或者就是由于周圍環(huán)境的溫度過高以及由于雜物或灰塵而影響散熱效果導(dǎo)致的通風(fēng)散熱不良的原因等。其中的閥類部件則主要表現(xiàn)在溫控閥、壓力閥以及溢流閥等部件類型。在出現(xiàn)上述溫控閥故障時就會導(dǎo)致沒有經(jīng)過冷卻的、溫度較高的潤滑油進入齒輪箱中而增加潤滑油的整體溫度。在油溫較低或者較高油壓時需要通過溢流閥來確保其正常運行,如果溫度過高而溢流閥故障,則會造成潤滑油流會箱體的問題,這就會減少油量而降低冷卻能力,導(dǎo)致油溫過高的問題。針對其中的傳感器故障來說,主要表現(xiàn)出其本身質(zhì)量不達標或者是沒有正確接線安裝以及在安裝和使用中造成損壞等原因而造成的傳感器故障,這也會對齒輪箱的壽命造成影響。最后是針對電動泵的噪音故障來說,如果出現(xiàn)油壓過高或者油中的氣泡過多的情況,或者是由于齒輪箱與電動泵之間的排氣管發(fā)生了堵塞問題、過濾器存在較大的壓差問題以及箱體中的氣壓過高等原因都會導(dǎo)致電動泵運行中較大噪音的出現(xiàn)。

2.3 機械泵故障 機械泵運行中的常見故障主要有振動、噪音以及不抽油和溫度過高的問題。其中的噪音問題,主要是由于在機械泵的安裝中出現(xiàn)主被動齒輪安裝的較大偏差問題,或者是在運行中出現(xiàn)較為嚴重的齒輪和滑動軸承的磨損問題,再或者就是由于潤滑油出現(xiàn)泡沫以及潤滑油中進入空氣等原因。而其中不抽油的故障則主要是由于在齒輪箱的長時間停機的過程中出現(xiàn)了進油口位置的潤滑油被排空的現(xiàn)象,同時空氣也由此進入進油管道中增加了抽油的難度。此外,如果出現(xiàn)吸油管道的設(shè)計高度過高以及彎道太多、管道太長等原因都會導(dǎo)致上述問題的發(fā)生。而上述問題還會導(dǎo)致齒輪箱中的潤滑油量較少以及散熱效果降低,還會造成溫度過高甚至是損壞的問題。

3 風(fēng)電齒輪箱潤滑系統(tǒng)解決方案

3.1 冷卻能力不足問題的處理 為了確保潤滑系統(tǒng)的冷卻能力,首先就是要在設(shè)計時保證風(fēng)冷器的設(shè)計散熱功率在齒輪箱的發(fā)熱量以上,并且要滿足齒輪箱的運行環(huán)境以及維護要求。其次就是要在齒輪箱運行中做好對散熱器的散熱片以及冷卻器進風(fēng)口過濾網(wǎng)位置的定期清理工作,還需要做好管路與散熱器中污垢的定期清理。最后就是要做好對潤滑油油質(zhì)的定期檢測,做好潤滑油的及時更換以及補充等工作。

3.2 電動泵故障的處理 首先就是在選擇和設(shè)計電動泵時要保證電動泵在運行中不會出現(xiàn)超載的問題并且滿足齒輪泵的流量要求。其次就是要做好對電動泵中驅(qū)動電機的定期檢測和維護工作,對散熱器上的灰塵和污垢等進行定期清理。最后是針對容易出現(xiàn)故障的各個零部件,需要做好定期檢測和維修工作,及時更換已經(jīng)損壞的部件,確保齒輪箱潤滑系統(tǒng)的正常運行。

3.3 機械泵故障的處理 針對機械泵運行中的常見故障,首先應(yīng)該對其抽吸高度進行合理設(shè)計,并且要合理選擇抽油管道的長度、合理設(shè)計抽油管道的彎道。同時還要將存油彎道或者進油口的位置安裝一根與齒輪箱分配器連接的油管,避免空氣進入管道而增加抽油難度的問題。此外,還可以在泵的出口順轉(zhuǎn)子抽的方向增加排氣孔來實現(xiàn)對機械泵的優(yōu)化設(shè)計,對上述問題的有效解決。

4 結(jié)語

針對目前風(fēng)電機組運行中齒輪箱潤滑系統(tǒng)中的常見故障,如冷卻能力不足的故障、電動泵或者是機械泵等故障,在對引發(fā)原因進行分析之后,針對不同的故障提出了相應(yīng)的故障和預(yù)防措施,保證齒輪箱潤滑油系統(tǒng)以及風(fēng)電機組的正常運行。