張秀國
（張家（jiā）口職（zhí）業技術學院，河北張家口 075051）
摘 要：大型風力發電機組中，齒（chǐ）輪箱是機（jī）組中Z重要的（de）部件之一。在機組（zǔ）運行過程中，齒輪箱的潤滑係統和冷卻係統的（de）工作情況對整個齒輪箱以及（jí）機組的工作情（qíng）況和使用壽命有著直接的影響。對風力發電機齒輪箱潤滑與冷卻係統工作（zuò）過程和循環回路做了細（xì）致的分析，可作（zuò）為風機（jī）運行維護的參考。
關鍵詞：風力發電；齒輪箱；潤滑（huá）；冷卻
在兆瓦級風力（lì）發電機組運行中，風作（zuò）用到葉（yè）片上，驅使風輪旋轉。旋轉的風輪帶動齒輪（lún）箱主軸轉動將動能輸入齒輪副。經過多級變（biàn）速，齒輪副將（jiāng）輸入的大扭矩、低轉速動能轉化（huà）成（chéng）低扭矩、高轉速（sù）的動（dòng）能，通過聯軸器傳遞給發電機。發電機將輸入（rù）的動能Z終轉化為電能並輸送到電網。齒輪箱的重量約占機艙重（chóng）量的1/2，是機組中Z貴和（hé）Z重的部件之一。
在機組運行過程中，齒輪箱（xiāng）的潤滑（huá）係統應該良好，否則會損壞齒麵或軸承；冷卻係統應能有效地將齒輪動力傳輸過程（chéng）中發出的熱量散發到空氣中。良好的潤滑不僅能夠（gòu）對齒輪和軸承起到足夠的保護（hù）作用，還具有如下（xià）性能（néng）：
1）減小摩擦（cā）和磨損，具有高的（de）承載能力，防止膠合。
2）吸收衝（chōng）擊和振動。
3）防止疲（pí）勞點蝕。
4）冷卻、防鏽（xiù）、抗腐蝕。
1 潤滑與冷卻係統的組成（見圖1）
從原理（lǐ）圖可（kě）以看出係統主要由如下幾部分構成（chéng）：
（1）泵單元：這部分主要由電機泵和過濾器兩部分組成。過濾器（qì）內部有精濾和粗濾（lǜ）兩（liǎng）級濾網。在濾網的兩側設有壓差繼電器。可以對濾網（wǎng）的狀態進（jìn）行監控。
（2）冷卻單元：冷（lěng）卻單（dān）元主要是熱交換器。當係統油（yóu）溫過高時（shí），壓力油被送到熱交換器進行熱量交換。
（3）連接管路及單向閥。
2 潤滑與冷卻係統的工（gōng）作過程分析
齒輪（lún）箱要求其內部（bù）的齒（chǐ）輪油工作時不（bú）得低於-15℃。當溫度低於（yú）-15℃時，先通過齒輪箱中的加熱係統，將齒輪油加熱到-15℃再啟動機器。
剛開機時齒（chǐ）輪油溫度較低，所（suǒ）以齒輪油的粘度大，造成係統內壓（yā）力升高。如果此時係統內壓力高於10bar，那麽齒輪油通過安全閥直（zhí）接與電機構成回路，加速齒輪油的循環，使油溫迅速升高，降低係統的壓力。此時回路如圖2所示。
隨著齒輪（lún）油的（de）循環，潤滑油（yóu）溫度不（bú）斷升高，管（guǎn）路中的壓力逐漸降低。當（dāng）壓力在3bar~10bar範圍時，10bar安全閥自動關閉，3bar安全閥自動打開。齒輪油經（jīng）過粗過濾器（50μｍ）流回齒輪箱構成回路。如圖3所示。
當（dāng）齒輪油溫度進一步升高（gāo）後，管路（lù）中的壓力降低到3bar以下，從而使3bar安全閥自動關閉，齒（chǐ）輪油經過兩級過濾器後流回齒輪箱構（gòu）成回路。但如果此時的油（yóu）溫在45℃~60℃範圍內，那（nà）麽冷卻齒輪箱所（suǒ）需油量為80[l/min]。係統長時間運行後，導致（zhì）齒輪油油溫超過60℃，則係統要（yào）求對齒輪油進行冷卻。即齒輪油先經過兩級過濾器過濾後，再流經熱（rè）交換器冷卻，Z後流回齒輪箱構成回路（lù）。如圖4所示。
從齒輪箱（xiāng）潤滑係統和冷卻係統工作過程分析中，可以（yǐ）看出在整個機組從啟動到運行，從低溫環境到高溫環境的轉化中，隨著溫度的變化潤滑油溫度趨高時，係統自動打開散熱油路（lù），通過自然風（fēng）或（huò）強製吹風散熱；當溫度降下來時，係（xì）統（tǒng）自動（dòng）關閉散熱油路。在低溫環境冷啟（qǐ）動前，要落實先啟動潤滑係（xì）統，待確認（rèn）軸承、齒輪副得到足夠潤滑後再啟動主機。
來源：《張家口職業技術學院學報》2010年1期
