馬金國——風(fēng)電齒輪箱油溫高限功率故障分析處理

　　近十年間，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，截至2013年第我國風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)超過9100萬千萬，功率從幾百千萬到6MW不同級別，區(qū)域從陸地到近海共計近7萬臺投入運(yùn)行，根據(jù)行業(yè)內(nèi)整機(jī)2至3年質(zhì)保期、核心部件5年質(zhì)保期的慣例，整機(jī)維護(hù)工作己陸續(xù)由整機(jī)廠轉(zhuǎn)交給風(fēng)場業(yè)主，而業(yè)主維護(hù)人員對整機(jī)的日常維護(hù)和故障處理的經(jīng)驗往往比較欠缺，對風(fēng)機(jī)的各種故障不能及時準(zhǔn)確的判斷，導(dǎo)致故障進(jìn)一步惡化甚至整機(jī)或者部件的損壞停機(jī)，造成經(jīng)濟(jì)損失和不良影響，齒輪箱油溫高限功率是風(fēng)機(jī)日常運(yùn)行過程中故障率相對較高的故障之一，由于其起因的復(fù)雜性、隱蔽型往往很難診斷，給現(xiàn)場維護(hù)人員造成很大困擾，為了確保風(fēng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，保證發(fā)電時間、提高發(fā)電量，解決此問題已迫在眉睫。

　　1.故障分析

　　產(chǎn)生油溫高限功率的原因有兩個方面：一、齒輪箱產(chǎn)生過多的熱量，額度的冷卻能力不能散失多余的熱量，熱量集聚進(jìn)而表現(xiàn)為溫度升高；二、齒輪箱產(chǎn)生的熱量正常，冷卻能力先天設(shè)計不足或后期使用中能力下降，不能將額度的熱量帶走，熱量集聚進(jìn)而表現(xiàn)為溫度升高。齒輪箱設(shè)計階段根據(jù)IS06336-5:2008/IS0281-2007/GL2010/AGMA6006-2003等行業(yè)內(nèi)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)計算出齒輪箱內(nèi)部由于各級齒輪嚙合和各個位置軸承運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，以及行星機(jī)構(gòu)攪油所產(chǎn)生的熱量，在計算的基礎(chǔ)上留有一定的安全系數(shù)，選擇合適的冷卻油流量和總油量，冷卻器的選擇也是根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的冷卻電機(jī)功率、排風(fēng)量、冷卻器散熱面積等相關(guān)參數(shù)，并在計算的基礎(chǔ)上留有一定安全系數(shù)，確保熱量可以被帶走。在試驗臺驗證分別對齒輪箱的工作效率和冷卻器的冷卻能力進(jìn)行了試驗驗證，結(jié)果顯示理論設(shè)計與實際運(yùn)轉(zhuǎn)是一致的。

　　在風(fēng)場風(fēng)機(jī)實際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于環(huán)境復(fù)雜，存在很多不可控因素，為了保證齒輪箱的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，風(fēng)機(jī)整機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)置當(dāng)齒輪箱內(nèi)部油池潤滑油溫度達(dá)到75。C時，或者軸承溫度達(dá)到90℃時，風(fēng)機(jī)自動報警并降低為額度功率的25%運(yùn)行，以確保潤滑油可以在齒輪嚙合時產(chǎn)生一定的油膜厚度，保護(hù)輪齒不被過度磨損，在風(fēng)機(jī)實際運(yùn)行過程中由于各種原因誘發(fā)油溫超過報警值，風(fēng)機(jī)自動降功率運(yùn)行。

　　2.故障原因

　　2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝位置往往在高山、荒野、隔壁、等風(fēng)口處的七十多米高空，由于周邊植被覆蓋率很差，艙體的密封性不好，齒輪箱容易受到污染和腐蝕，如圖1,圖2所示，機(jī)艙內(nèi)主機(jī)架、齒輪箱和冷卻風(fēng)扇上也附著大量塵土，如圖3,圖4所示，再加上齒輪箱存在滲油、漏油等問題，潤滑油霧揮發(fā)彌漫在艙體內(nèi)部，靜電浮塵加上油霧，粘附在冷卻風(fēng)扇片上，導(dǎo)致冷卻能力大大降低，齒輪箱內(nèi)潤滑油熱量不能及時散失，油溫升高超過報故障值，風(fēng)機(jī)自動降功率運(yùn)行。

　　圖1：戈壁灘上的風(fēng)機(jī)

　　圖2：黃土高原上風(fēng)機(jī)