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孫玉彬:風電機組關鍵設備狀態監測創新模式與應用

2015-02-01 來源:中國風電材料設備網獨家報道 瀏覽數:1779


  當潤滑油被污染,油質下降的時候,供油不足,造成磨損狀況出現,瞬間產生巨大的磨損顆粒,如果對這個情況不予理會,任其發展,必然造成相關摩擦后的異常摩擦,導致摩擦后出現磨損故障,甚至導致磨損損失,進而導致嚴重的安全事故。
  這是我們在監測過程當中,一組對比的照片,分析與對比,用顯微鏡拍攝的照片,清潔的潤滑油,相對來講磨損少一些,但是如果使用一段時間,它磨損大了,磨損顆粒比較多。
  這是各種形貌的,不同的磨損顆粒的情況,推測它的磨損機理,判斷這個設備的運營狀況。
  這組圖片也是用來做于油液當中的分析對比的圖品,比較大的脫落顆粒,甚至還有一些銅的磨損顆粒。銅來自于軸承部件,出現這樣的情況,磨損就比較嚴重。這種情況之下,往往沒有發展到非常嚴重的程度,沒有特別異常的震動出現。
  我們在做油液監測過程中,我們也是經歷了由初始階段到逐漸發展、逐漸完善的過程,一開始是采用評判標準,首先采取國家的、行業的,甚至是一些風電行業的標準。
  我們在發展過程中,也制訂了自己的一些標準,在這個基礎上,通過我們一些自己的經驗,我們制訂了自己的標準。因為我們相對來講有這個優勢,可以獲取大量的數據,可以說截至目前為止,我們將近有3萬多個數據。在這個基礎上,我們就制定出了適合于每一個風電場的監測標準。我個人來講,油液監測的評判標準,如果說統一標準是非常困難,或者說不是特別合適。因為每一個風電場,每臺風機的運行工況不一樣,它的油型不一樣、機型不一樣,它的運行小時也不一樣,它對油的影響也不一樣。我們就根據每臺,給它建檔案,我們用一些算法,算出來每一個風電場的評估標準。
  通過油液監測技術,提前預報了故障萌芽,及時消除了故障隱患,以最小的代價換取齒輪箱正常運行,最大限度延長供電機組齒輪箱的使用壽命,從而產生顯著效益。齒輪箱一般是一桶油,最多三桶油,一桶油2萬塊錢,可能還不到2萬塊錢。一旦出現故障,雇一次吊車就十幾萬,維修幾十萬,耽誤生產,這個損失非常大。所以如果及時的發現故障,及時的排除掉,保證正常運行,這點非常重要。
  這是沒有把去年的2013年的算上,從2010年、2011年、2012年我們就有13000多的油樣數據,我們這個油樣的樣本相對比較大一些。
  這是前幾年,我們發現的一些不很正常的情況。
  這個是我們實際監測當中,分析對比當中的照片,大家可以看到,這是在我們剛剛進油液監測實驗室的時候,采集油樣發現里面大量的鐵屑,軸承疲勞剝落非常嚴重,軸承已經嚴重毀損,這個時候已經進入磨損失效了,我們及時把它換掉,也能降低損失。
  這也是來自一個風電場,當時發現這里面有很多球形磨粒,這個球形磨粒的出現,就標志著微觀磨粒的出現。
  齒輪箱的運行工況比較苛刻,大多數情況下,處于邊界狀態。這種情況下金屬之間的接觸不可避免,在運行過程中,就有可能由于油的問題,摩擦的表面反復運行過程當中,就有可能產生一些微觀裂痕。一些正常磨損的一些磨損顆粒,進入了裂痕當中,當然一方面是裂痕不斷的擴大,出來進去、出來進去,就形成了球形磨粒,球形磨粒大量出現,說明微觀裂痕已經在表面出現了,這是一個疲勞的體現。這是一個行星輪明顯的疲勞剝落,已經失效了,這里還有一個裂痕,這個齒輪已經折斷了。
  我們對油液監測這一塊當時做了初步的估算,因為維修成本、大小、型號、區域、產地、維修部件等因素,拿到20到100萬元。雇一臺吊車10多萬元,延誤生產也是很重要的損失。如果說按15天算,實際上維修時間不止15天,甚至一個月,如果15天,造成的損失是很多的。如果油不更換,不管它,嚴重損壞,會造成非常多的損失。對于提前發現因為潤滑油造成的磨損故障的萌芽,提高齒輪箱的可靠性,確實有一定的作用,這是它的一個方面。
  另外一個方面開展油液監測,實時按質量換油,明顯降低潤滑費用。供應商一般建議是定期換油,原來一直推薦三年換一次油,后來逐漸變成5年換一次油,當然他們愿意換得更頻繁一些了,但是這里面我們盡量物盡其用,要定期換油變為按質量換油,手段就是通過油液監測。在齒輪箱適應過程當中,一旦發現齒輪箱的各種添加劑耗盡,齒輪油本身嚴重氧化,齒輪油各種性能下降,不能滿足使用要求,或者說齒輪油嚴重污染了,有可能造成一些嚴重的磨損,這種情況下必須進行更換。如果是輕微的變化,稍微有污染,還能夠滿足潤滑要求,這種情況就沒有必要更換。就像現在汽車一樣,一般推薦機油是5000公里一換油,實際上現在業內專家說了沒有必要,5000公里正好是潤滑起很重要作用的時候。這樣我們油液監測,原來推薦三年換油,到期了,該換了,后來把應用時間延長了,最多的時候,達到5年多、6年,節省了換油費用,降低了潤滑成本,起到了一定的潤滑作用。
  開展油液監測,對新油實施把關,保障風險機組潤滑的可靠性。
  新油品的把關,一個是新油的油品是不是合格,庫存的新油是不是變質了,注入到齒輪箱中的油品是不是正確。我們有個案例,很多行業都有案例,通過這個監測,我們就可以避免這些問題,也可以保障風險機的潤滑的可靠性。

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閱讀上文 >> 任東明:中國風電市場展望及自主創新政策
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