2016年1月17日,中國風(fēng)能協會(CWEA)在北京舉行的(de)中國(guó)風(fēng)能新春茶話會上公(gōng)布了2015年中國風電新增(zēng)裝機容量及累計裝機容量的初步統(tǒng)計數據。2015年風電新增裝機容量同比(bǐ)增長31.5%達到 30.5GW。2015年底(dǐ)累(lèi)計裝機容量突破145GW,對(duì)應按年升幅26.6%累計裝機容量145GW 已(yǐ)大(dà)幅超出風電(diàn)“十(shí)二五”規劃製定的100GW的裝機容量目標。隨著風電行(háng)業的高速發展,風電機組的(de)一些問題日漸突出。
油脂泄露問題
隨著風電機組大功率化的發展,越來越多的(de)機組采用加壓式集中潤滑係統,該係統結構簡單,自動化程度(dù)高,能有效(xiào)解決風電機組轉動部分的潤滑問題,係統結構如圖 1 所示。
圖1 集中潤滑(huá)係統結構
但(dàn)目前風電機組大(dà)多存在偏航(háng)、變槳(jiǎng)軸承潤滑廢油脂泄(xiè)露,隻有少量廢油脂從設計管道流向集油瓶,大部分廢油脂從偏(piān)航軸承密封圈、變槳軸承密封(fēng)圈流向結構(gòu)件外表。在機位附近觀察不難發現很多風機葉片、塔筒(tǒng)、直驅式發電機表麵都覆蓋有一層黑色油脂,風(fēng)機基礎周圍地麵上也(yě)能發現溢出的成團廢油脂。
油脂泄露的危害
這(zhè)些溢(yì)出油脂的(de)排出方式有以(yǐ)下(xià)危害:
(1)破壞軸承內部的密(mì)封性。密封圈(quān)損壞後空氣、水分進入軸承內部將(jiāng)影響軸承的壽命。
(2)密封圈損壞以後導致軸承內部壓力不均, 因此軸承內(nèi)部將不能均勻潤滑(huá), 某些部位甚至得不到潤滑,嚴重影響軸承壽命和(hé)風電機組的安全穩定運(yùn)行。
(3)廢油脂若從軸承內圈溢出則影響(xiǎng)機(jī)組的防火性能, 髒滑的(de)工作(zuò)麵也不利於運維人員作業。
(4)如為直驅機(jī)組,油脂覆蓋在發電機外(wài)表將影響發電機外部散熱筋的散熱性能。
(5)影響機組外觀,正常機組從葉尖到塔基均為(wéi)白色。
(6)不(bú)利於環保,廢棄油脂溢出到(dào)機組周圍(wéi), 將在一定程度上影響機組(zǔ)周圍的生態環境。
泄漏原因分析
圖2

圖(tú)3
從圖2圖(tú)3以及現場實際(jì)經驗(yàn),總結油脂泄露原因如下:
(1)油脂泵加脂壓力過大(dà)。
(2)軸承密封圈抗壓強度不夠,承受壓力小(xiǎo)於廢(fèi)棄油脂排(pái)出壓力。
(3)廢棄油脂排出通道(dào)不順暢。
(4)集油瓶內活塞阻力過大。
(5)軸承(chéng)結構設計(jì)不合理導致油脂(zhī)泄露。
(6)油脂(zhī)管道內殘餘空氣未排盡(jìn),造成(chéng)局部壓力過大,撐破密封圈。廢棄油脂溢出到(dào)機組周圍, 將在一定程度上影響(xiǎng)機組周圍的生態環境。
如何改進
針對上述原因,逐項做(zuò)出改進:
(1)潤滑係統選型合(hé)適,主要(yào)是油(yóu)脂泵和油脂的選擇。油脂泵的Z大(dà)加脂壓力不應(yīng)大於密(mì)封圈能承受的(de)Z大壓力,油脂的稠(chóu)度事宜太稠會增(zēng)大加脂壓力,且導致加脂(zhī)不均, 太稀則油、脂分離快易滲漏且潤滑效果不理想。
(2)提高軸承製造工藝。特別是密封圈的製造(zào)工藝,要求具有耐低溫、耐高(gāo)溫、耐磨、抗腐蝕等性能。提高安裝(zhuāng)密封條處軸承表麵(miàn)的光滑度, 軸承屬於轉動部位,並且由於(yú)風電機組的特殊(shū)性,軸承基本處於震動狀態,如果軸承表麵不夠光滑,將大大增加密封圈的磨損。
(3)提高安裝(zhuāng)質量,機組正常運行前務必(bì)排盡潤滑係統內部空氣。
(4)降低集油瓶阻力。目(mù)前采用(yòng)的集油(yóu)瓶有兩種,一種是通孔集油瓶(píng),廢脂排出不受阻力。另一種(zhǒng)為活塞式集油瓶,廢脂排出需要克(kè)服活塞與(yǔ)瓶壁的阻力,而該活塞由於工藝、質量問題很容易卡住,導致廢脂不能或很難排出,因此針對活塞式集(jí)油瓶(píng)應將活(huó)塞推(tuī)至(zhì)瓶底。
(5)改進目前主流軸承構造。由於風電軸承體積大、運動量少、轉速慢(màn)且總處於震動中,因此應有別於常規高速軸承。
結語
本文對風電機組偏航、變槳軸承油脂泄漏問題,從(cóng)潤滑係統的流程、結構上進行了簡要的說明,同(tóng)時也提出了一些解決(jué)方法,在(zài)實際中能到起到一定的指導作用。實踐(jiàn)也(yě)證明現(xiàn)場采取降低(dī)集油瓶壓力甚至讓集油瓶內為(wéi)負壓、加裝油脂泵溢流閥等方法能有效解決密封圈漏脂的問題(tí)。
來源:《機械化工》