摘　要：伴隨著風（fēng）電行業的飛速發展，一係（xì）列（liè）亟待解決的難題逐漸顯露，機械類故障頻繁出現（xiàn），齒輪箱內部（bù）齒輪損壞導致的齒輪箱整體下架維修情況逐年增多，大家意識到風電機組齒輪箱損壞將是困擾風電企業未來（lái）發展的頑疾，如何解決風電機組齒輪箱健康（kāng）高效運行問題，成為擺在風電企業麵前的一道難題。

關鍵詞：在役齒輪油；質量改善；新方法

一、研究風電機（jī）組在役齒輪油質量改善的目的與意義

對於在役（yì）風電機組齒輪油質量改善課題，國（guó）內外（wài）專家、學者並沒有形成一個統（tǒng）一的規範和標準，而是根據經驗進（jìn）行初評判（pàn），因此，對齒（chǐ）輪（lún）油在風電機組的實際使（shǐ）用中，油（yóu）品抗磨損和散熱性能對（duì）機組的影（yǐng）響與本身狀態的質量（liàng）控製和改善，麵臨著很大的技術挑戰。

通過多年來對風電機組機（jī）械故障開展具有針對性的診斷方法研（yán）究，使其能夠快速準確地發現傳動係統中齒輪箱（xiāng）和軸承等機械部件存在的故障隱患，並及時製定維修方案以便進行針對（duì）性維修，減少因傳動係統機（jī）械部件故障所造成的機組停機和經濟損失，保證（zhèng）整個機組的安全穩定運行並提升風電（diàn）場的經濟效益，進而提高（gāo）風電行業的競爭力，是我們在風電機組機械故障診療上一直探（tàn）索研究的重點。

為了改（gǎi）善和監測風機的潤滑狀態，對齒輪油各類指標進行檢測，結合（hé）風機組在線振動檢測和工業內窺鏡，可以更好更科學的指導風電機組合理選油、合理（lǐ）用油，提高潤滑油管理（lǐ）水平，提高設備運行可靠性，有效降（jiàng）低運維（wéi）成本。

二、風（fēng）電機組在役齒輪油質（zhì）量改善研究方向及（jí）實施情況

（一）研究方向

1、研究齒輪油磨損指標控製策略，改善在役齒（chǐ）輪油（yóu）品質，提升潤滑效果

在役（yì）風機齒（chǐ）輪油的金屬元素含量、PQ指數、不同金（jīn）屬顆（kē）粒磨損類型和形態（tài）等指標在（zài）沒有質量控製措（cuò）施的情（qíng）況下，油（yóu）品裂化，失效、導致部件磨損加劇。

2、研究齒輪（lún）油（yóu）性（xìng）能指標（biāo）控製策略（luè），做到選擇性換油，節約成本

在役風機齒輪油的運動粘度（dù）、總酸值、水分含量、熱氧化穩定性、抗剪切安（ān）定（dìng）性、抗乳化特性在沒有質量控（kòng）製措施的情況下，會（huì）產生不同程度（dù）的失效。

3、研究定向分析齒輪箱磨損（sǔn）部位及磨損狀態，做到早發現早（zǎo）治理

風電機組齒輪的磨損，主（zhǔ）要是因為潤滑油的性能下降，不（bú）能為設備提供良好的潤滑環境，在此（cǐ）狀態（tài）下，會加劇齒輪箱的部件磨（mó）損。

（二（èr））實施情況

1、齒輪油性能指標控製

齒輪油性能會（huì）隨著服役過程中受（shòu）到的外來汙染物的汙染，氧化、剪切等因素導致油品性能下降，性能下降直接影響齒輪油抗磨損和散熱能力，如何（hé）控製齒（chǐ）輪油性能（néng）指標使齒輪油高品質的為齒輪箱運轉服務是我們研究齒輪油性能指標控製策略的意義所在。

通過油品檢測可以監督油（yóu）品性能各項指標，當齒輪油性能指標下降到限（xiàn）值或出現斷崖式下降時應（yīng）及（jí）時進行換油，保證齒輪箱正常運轉。

2、齒輪油磨損指標控製

齒輪箱（xiāng）在運轉過（guò）程中勢必會產生磨（mó）損，但如何控製齒輪在正常的磨損範圍內（nèi），並控製磨損脫落物對齒輪運轉影響Z小是我們研（yán）究齒輪油磨損指標的（de）意義。齒輪油磨損指標超過標準值我們要（yào）采取以下幾項（xiàng）措施：

（1）采用精密過（guò）濾裝置對油品進行過濾，保證油品中磨損指標在（zài）正（zhèng）常範圍，減小磨損脫落物對（duì）齒輪箱的影響。

（2）對磨損顆粒物進行鐵（tiě）譜（pǔ）分析，確定是否是正常磨損（sǔn）所積累。

（3）確定磨損部件，查看磨損程度，根據實際情況進行提前治（zhì）療。

3、定向分（fèn）析齒輪箱磨（mó）損部位及磨損狀（zhuàng）態

（1）我們通過油品分析潤滑（huá）油中（zhōng）金屬和非金（jīn）屬（shǔ）元（yuán）素的含量，可以初步確定故障部件。以（yǐ）南高齒齒輪箱為例（lì），其主（zhǔ）要部件添加劑如下：

在不（bú）考慮潤滑油中元素含量的情況下：

Si ：如果油品中含有此元素，說明小齒（chǐ）輪（lún）處於磨損（sǔn）狀態

Mn：如果油品中含有此元素，說明行（háng）星輪處於磨損狀態

Cu：如果油品中含有（yǒu）此元素，說明保持架處於磨損（sǔn）狀態

（2）通（tōng）過在線振動監測係統確定（dìng）磨損（sǔn）部件。由於旋轉機械在工作過程（chéng）中會產生振動，當旋轉機械出現故障時振動的幅（fú）度、頻率、方向等信息會發生改變（biàn）。因此可以利用振動信息的改變來監測機械運行（háng）的情況，通過測震係統對信號采集、存儲並（bìng）通過（guò）網絡傳送（sòng）到（dào）用戶終端，Z終由（yóu）客戶終端專（zhuān）用分析軟件進行分析。根據用戶（hù）設（shè）定的報警門限值得出機械振動是否超標、是否出（chū）現損壞，更進一步得到已壞的位置等用戶所需要的結果（guǒ）。

風電場振動監測係統示意圖

數據（jù）處理分（fèn）析（xī）

振動監測能精確的診斷設備的故障點，但對超（chāo）早期和早期故障（zhàng）信號的（de）提取和捕捉並不（bú）敏感。在油品分析的基（jī）礎上，利用（yòng）油品分析中的故障預警數據，將其與振動監測（cè）融合起來，能夠有效的提高故障診斷的準確性並能進（jìn）行精確的定（dìng）位診斷。

（3）工業內窺鏡檢測

內窺鏡，是一種多學科通用（yòng）的工具，其功能是能對彎曲管道或設備內部進行探查，能（néng）觀察不（bú）能直視（shì）到的部位，能在密封空腔內觀察內部空間結構與（yǔ）狀態，能實現（xiàn）遠距離觀（guān）察與操作。將其融合在油品檢測（cè）和振動監測診斷的技術中，對我們進行故障診斷和實際驗證起到了良好的指導（dǎo）作用，為我們建立故障診斷輔助係統和專家診斷係統提供精確的故（gù）障類型依據。

（1）內窺鏡（jìng）檢查中

（2）內窺鏡拍下齒輪斷齒

（3）內窺鏡拍下齒輪齒（chǐ）麵剝落

（4）內窺鏡拍下軸鏽蝕

三、風（fēng）電（diàn）機組在役齒輪油質（zhì）量改善研究的（de）實際作用（yòng）

通過風電機組在役齒輪油質量改善的研究，我們可以對性能指標超標的油品提前更換，做到有選擇性更換，避免過度維護及維護（hù）不及時，節約成本；可以對油品磨損指標超標（biāo）的（de）進行在線精濾，查找磨損原因，確定磨損部位，做進一步改善；通過質量控製，齒輪的磨損、點蝕（shí）、剝落得（dé）到了有效控製，故障率大大降低；油品性能管理（lǐ）使齒輪箱（xiāng）長期維持在良（liáng）好運行環境中，形成健康良性循環，並且形成了以檢測數據為依據的科學（xué）換油周期。

通過對風電機組在（zài）役齒輪油質量改善的研究（jiū），我們（men）逐漸摸索出了一條“以油品監測（cè）主線，融（róng）合在線振動監測和工業內窺鏡檢測（cè）為一體的全新保證（zhèng）齒輪箱正常運行的運維模式”。

企業需根據實際情況，對潤滑油（yóu）品要進行定期和非定期的檢測，做到對設備（bèi）和潤（rùn）滑油品的有效監（jiān）測。通過對在役齒輪油質量改善的研究，突顯了檢測和故（gù）障診斷的時效性，大大降（jiàng）低了風電機組的非計劃停運時間，為風電機組的故障（zhàng）預警和精確（què）診斷提供了強有力的（de）保障。

四、結束語

通過對風電機組在役齒輪油質量改善的研究，我們雖（suī）然在（zài）狀態監測和狀態維修這領（lǐng）域內取得了（le）一些成（chéng）效，但是，科學技術發展，日新月異，機組設備不斷（duàn）更新，對風電場運（yùn）維提出了更高更新的要求，這是風電企業所麵臨的一個挑戰。隨著（zhe）大數（shù）據技術在風電場運維管理中的有效運用，同時也給（gěi）風電企業帶來了一些契機，未來風電場的管理模式將更趨向於可靠數字化、網絡化和智能化，逐漸（jiàn）形成一個（gè）專家共享、知識共享、協作診斷的中心，融入多項高（gāo）精尖科技技術，引進先進的管理理念，並采用現代（dài）化的管理方式。所以，積極探（tàn）索新的運維模（mó）式，積極加強技術創新，堅持與時（shí）俱進，充分發揮科技、信息、網（wǎng）絡在風電運維管理工作中的應用價（jià）值，為企業潛能的發揮提供可靠的（de）保障，推進風（fēng）電事業的穩定發展，我們將不斷的（de）探索、研究、實踐，以便為企業的長足和持續發展，提供更多的支持來解決實際問題！

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來源：《風能產業》2020年第8期

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