下面看一下風(fēng)電的成本構(gòu)成，我大概列了三項。在座很多都是在風(fēng)電方面的專家，如果我說錯了，請直接指正我。首先看三大成本，一、風(fēng)機(jī)的制造成本，二、風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場安裝成本到運行之間，第三、一旦風(fēng)機(jī)安裝完運行了，就是運營成本。我做了一個基本調(diào)查，當(dāng)初的時候，我們每千瓦的制造價格基本是8000元左右，甚至還高一點，到2014年統(tǒng)計的時候，每個工業(yè)的價格是不一樣的，基本降到了3500到4000之間，大概是這樣，風(fēng)機(jī)的制造成本，相對于現(xiàn)在下降的非常大，現(xiàn)在不到當(dāng)時的40%。
第二，風(fēng)機(jī)的安裝問題，安裝成本很高，它是增長還是下降，不得而知，我想不會有太大的變化，隨著人力資源價格提高，國家安全提高，上那么高的高空作業(yè)，是不是需要更高的補(bǔ)助。規(guī)模成本是不是能夠抵消現(xiàn)實的人工成本，不得而知。
可變的成本是運營，一個是運行過程中的成本占多大比重，我也沒有準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從歐洲的數(shù)據(jù)來看，沒有太多的數(shù)據(jù)，20%、30%還是多少，是個未知數(shù)。
有一點肯定，運營成本中一定是故障決定一切，沒有故障肯定你的成本就是低的，你有了故障，維修成本一定是主流。
在故障中，我們再繼續(xù)分析，誰是在運營過程中風(fēng)機(jī)故障的核心問題？我們都講主要矛盾，先把主要矛盾抓住。這是美國的能源部2011年的報告，它對風(fēng)機(jī)，這個風(fēng)機(jī)范圍是500千瓦到5兆瓦，包括陸地和海上，所有風(fēng)機(jī)中的子系統(tǒng)進(jìn)行了一下統(tǒng)計分析，它的采樣數(shù)據(jù)是27000個風(fēng)機(jī)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)由于故障引起停機(jī)的排在第一的是主齒輪箱。由于它的故障而導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)停車，第一位是主齒輪箱。云南才2543小時，最短吉林才1500多小時，這么短的時間，成本一定是高的。這里的時間，除了氣風(fēng)時間，包不包括故障時間？我想應(yīng)當(dāng)包括。
統(tǒng)計的第二個數(shù)據(jù)，還是27000個樣本，第二個數(shù)據(jù)是每年風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)中的故障發(fā)生頻率，剛才是時間，第二個頻率，頻率主齒輪箱的故障頻率排在第二位，排在第一位的卻是發(fā)電機(jī)電器系統(tǒng)。美國人認(rèn)為故障頻率最高的是電器系統(tǒng)，第二個是齒輪箱系統(tǒng)。
美國能源部做出了前四個主要原因，綜合在一起，影響我們運營成本的核心點，一二三四。第一，主齒輪箱，第二發(fā)電機(jī)，第三轉(zhuǎn)子葉片，第四主軸的軸承系統(tǒng)，這是美國能源部對27000臺風(fēng)機(jī)，涵蓋范圍是5500千瓦到5兆瓦風(fēng)機(jī)，做了十幾年統(tǒng)計，這個數(shù)據(jù)或許能夠為我們中國的風(fēng)電統(tǒng)計所用，估計也不會出太大的問題。因此，我今天演講的主題，主要側(cè)重于關(guān)于1號矛盾解決了，其他就是次要矛盾。我談的話題就是齒輪箱的問題，而這個主齒輪箱恰恰是潤滑要求最高的、最薄弱的東西，也是用量最大的地方，是因為這個原因，使奧吉娜公司和風(fēng)電緊密的連接在一起。
我做了個比喻，如果把風(fēng)電機(jī)組故障比作一頭牛，主齒輪箱的故障就是牛鼻子，牽住牛鼻子，一切問題就好解決了。由于齒輪箱中的主要零部件，要么是軸承，要么就是齒輪，齒輪和軸承，它倆是最容易失效的，所以說齒輪箱的核心是齒輪和軸承的可靠性，抓住了這個問題，我認(rèn)為解決了軸承和齒輪的壽命問題，也就抓住了主齒輪箱故障率的牛鼻子。
如果我們把主齒輪箱比作成一頭雄獅的心臟，它的心臟是非常容易犯病的。它既有房顫、有冠心病心梗，如何對這些病情進(jìn)行診斷和治療，我們?nèi)撕蜋C(jī)械是同樣道理，潤滑油真的是血液，可是搞機(jī)械的人都不重視這個血液，我們?nèi)酥匾曆海跈C(jī)器上，并沒有人足夠去重視。
從目前來看，在我們風(fēng)機(jī)運營過程中，實際上現(xiàn)在所采用的技術(shù)，你會發(fā)現(xiàn)跟人體是極其相像。第一個聲控檢測系統(tǒng)，檢測一下噪音系統(tǒng)，檢測一下應(yīng)力波等等，還有內(nèi)窺視、像振動波的檢測，還有潤滑油的檢測。一個是在線探討，一個是離線的，把油樣取出來以后，進(jìn)行深入分析。
把齒輪箱當(dāng)做心臟，你會發(fā)現(xiàn)醫(yī)生聽聽跳動怎么樣，然后做個B超，做個心電圖，就相當(dāng)于聽一聽，相當(dāng)于聲測檢測的應(yīng)力檢查和噪音檢查，我就把它比作B超和心電圖。
最后一項就是抽血化驗，也就是油液檢測。實際上這四個流程形成了大量的設(shè)備的故障信息，這就是我今天談的核心問題。
這些東西可能對你們來說是很熟悉的了，目前我們現(xiàn)在了解的情況是，在傳感器系統(tǒng)上有SKF，軸承，還有下面就不一一說了。這些傳感器都要安裝在我們的風(fēng)機(jī)上，來隨時采集，剛才我說的機(jī)械的信號、心電圖、B超等等，到處都是，相當(dāng)于人體在重癥監(jiān)護(hù)室，全身都是監(jiān)測器，所以說現(xiàn)在人的成活率是高的。
這個圖我簡單說一下。這就是大家熟悉的，在風(fēng)機(jī)上潤滑油是兩條線路，一條是內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，一套是外循環(huán)過濾系統(tǒng)，這兩套系統(tǒng)都含有各種監(jiān)測器，其中的外循環(huán)要拿出來做油品檢驗，這些信息是我們掌握風(fēng)機(jī)機(jī)械的重要信息。
滿身都是探頭，跟我們的心電圖太像了。
好，簡單說一下，振動波譜圖，里頭涵蓋了所有的應(yīng)力的信息。這是一個健康的應(yīng)力圖，這是一個有病的、有故障的齒輪箱里的應(yīng)力圖。油品在線檢測上的數(shù)據(jù)，藍(lán)線、紅線和黃線，主要檢查顆粒物、水含量等等，這是常規(guī)的檢測方法。這個也是顆粒物，我就簡單給大家看看，這就不是我的主題了。
這個就是油溫的指標(biāo)，齒輪箱的油溫的變化是非常重要的指標(biāo)，往往預(yù)示過度的熱量，產(chǎn)生油溫變化，但是缺點是不夠靈敏，或者是滯后的指標(biāo)，還有水含量，鐵屑的含量，齒輪軸承肯定是以鐵元素為核心的，因此在線的大概只能提供這些常規(guī)的東西，像微波圖一樣。
我現(xiàn)在刻意的談一下油樣中的元素分析。你會發(fā)現(xiàn)，在油樣的分析中，這是離線的，在線做不出來。就是取樣以后，一般情況下每6個月取一次油樣進(jìn)行檢測，從鐵到鋁到銅到鉛等等，這里面所有元素在我們實驗室檢測出來的元素分析，可以說涵蓋所有齒輪箱中部件的構(gòu)成基礎(chǔ)，一切都在油中，相當(dāng)于我們在做血液檢查的時候發(fā)現(xiàn)，我們做正常血液檢查三項指標(biāo)，靠這些指標(biāo)來判斷你的心臟將會發(fā)生什么是一模一樣的，這么多大量的元素信息，現(xiàn)在確實沒有得到充分利用。
同樣大家知道，這些所有的油中的磨損信息與大家最關(guān)心的軸承和齒輪的實效，是密切相關(guān)的。由于振動非常大，它的微點蝕幾乎排在了首位，它跟微點蝕有密切關(guān)聯(lián)。點蝕有關(guān)聯(lián)，軸承的擦傷，膠合磨層有關(guān)聯(lián)，軸承的軸向裂痕有關(guān)聯(lián)，這是齒輪上的微點蝕問題，齒輪齒的磨損，上面的夾帶磨損問題。我大概也快速看一下，大家看到，從6個月，從風(fēng)機(jī)上取來的樣中承載的這些信息，適于你們關(guān)心的齒輪軸承的每一種實效模式，有密切的關(guān)聯(lián)。問題是我們沒有挖掘，我們只是看到了數(shù)據(jù)，現(xiàn)在油品化驗?zāi)康模P(guān)心的水分成分超標(biāo)這些元素分析，并沒有得到利用，而只是把它當(dāng)成一個潤滑油是不是需要更換的指標(biāo)，這是錯誤的觀點。潤滑油需不需要更換，可以用它判斷，在血液中實際上夾帶了太多的設(shè)計制造的信息，我們沒有挖掘出來。
這是我們奧吉娜的實驗室，你們的樣品拿來以后，我們公司大量的分析油品樣。在線的數(shù)據(jù)的精度是沒法跟實驗室相比的，這里反映了很精準(zhǔn)的信息。因為元素分析的精準(zhǔn)度是10億分之一。
現(xiàn)在我談一個標(biāo)準(zhǔn)，我想今天在座的如果是從事風(fēng)機(jī)齒輪箱設(shè)計的工程師，一定是知道這個標(biāo)準(zhǔn)的。我查了一下，到目前為止，我們國家的風(fēng)電在齒輪箱上沒有自己的標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)說在世界上具有比較廣泛的意義，美國齒輪制造協(xié)會，AWE是美國風(fēng)能協(xié)會，制訂了6006標(biāo)準(zhǔn)，2003年制訂的，現(xiàn)在它是風(fēng)機(jī)主齒輪箱設(shè)計上的規(guī)范的老大，或者第一位。在這個標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)列了大量的，剛才的元素都列上了，所有的這些元素，是在齒輪和軸承上哪個部位，都列出來了，用這樣的表格可以精準(zhǔn)對照出，一旦說在油品中的檢驗中，出現(xiàn)了某一個元素異常，它應(yīng)當(dāng)對應(yīng)的是哪個部件，是可以定位的，這是一個很重要的。
我們國家的齒輪制造材料，或者和美國齒輪制造有差異，但那個材料的元素也是準(zhǔn)確的，因此是可以對應(yīng)的。數(shù)據(jù)不一定一樣，元素也不一樣，但是道理是一樣的。
我做了這么一個比喻，目前風(fēng)機(jī)上有大量的探討、大量的監(jiān)測系統(tǒng)，形成了大量的數(shù)據(jù)流。現(xiàn)在為止我們國家是1億千瓦的裝機(jī)總量，大概有7萬臺在運行的風(fēng)機(jī)，按照新的規(guī)劃，到2020年的時候，再增加一個億，我們未來還有5萬臺風(fēng)機(jī)，將來到2020年的時候，我們國家大約有12萬還多的風(fēng)機(jī)在運行，每一臺風(fēng)機(jī)上，每天形成實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)流，同時又大量在線的潤滑油分析數(shù)據(jù)和離線的潤滑油分析數(shù)據(jù)，離線的數(shù)據(jù)中包含了26種元素，如此大的數(shù)據(jù)流誰能讀懂？搞潤滑油的對機(jī)械的了解不夠，搞機(jī)械的對潤滑油的信息也了解不夠，這樣的信息流，雖然每時每刻在產(chǎn)生，可是卻沒有人做這樣的挖掘，這是一個現(xiàn)實的情況。所以說我們應(yīng)當(dāng)挖掘數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)靠什么？
我現(xiàn)在簡單的引用一下摩擦與潤滑的理論，簡單利用張老師剛才沒講的一段，我講一句。摩擦與潤滑，它倆太密切了。現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)一個是2003年的美國的6006標(biāo)準(zhǔn)，美國齒輪制造協(xié)會的。一個就是最新的2010年ISOIEC61400標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然后面的標(biāo)準(zhǔn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于前面的標(biāo)準(zhǔn)，因為畢竟一個是2003年頒布的，一個是2012年的12月份才頒布的，相當(dāng)于2013年很新的標(biāo)準(zhǔn)，我仔細(xì)研究這兩個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過這兩年世界風(fēng)電的研究使用現(xiàn)場調(diào)查，風(fēng)機(jī)齒輪箱的設(shè)計規(guī)范已經(jīng)越來越趨于成熟了。
第一個標(biāo)準(zhǔn)形成的時候，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)時是40千瓦到2兆瓦，當(dāng)時美國的水平，那時候看來兆瓦級的風(fēng)機(jī)還只是開始，才幾十千瓦。設(shè)計壽命，齒輪箱設(shè)計規(guī)范要求20年。2012年年底，61400標(biāo)準(zhǔn)，你會發(fā)現(xiàn)這里涵蓋范圍可就不一樣了，61400標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)寫得是大于500千瓦，不再有上限，理論上可以適用5兆瓦、7兆瓦，甚至10兆瓦，沒有上限，大兆瓦級的風(fēng)機(jī)為設(shè)計規(guī)范了，發(fā)生質(zhì)的變化。
這里頭設(shè)計規(guī)范主要強(qiáng)調(diào)了齒輪和軸承箱的元素問題討論的，還有軸承的組成零部件的問題，滾動軸承的問題，潤滑油的問題。終于會發(fā)現(xiàn)，在OM上，在標(biāo)準(zhǔn)的第一頁上寫到，在運營方面，把傳統(tǒng)系統(tǒng)的潤滑管理，已經(jīng)提在了極其高的位置上，不再向6006標(biāo)準(zhǔn)。大家終于知道，風(fēng)機(jī)運營中潤滑油很重要，已經(jīng)在規(guī)范中體現(xiàn)出來了。
我查閱了一下兩個標(biāo)準(zhǔn)對潤滑油的重視度到底多大，一頁一頁看，我做了一個統(tǒng)計。在6006標(biāo)準(zhǔn)上，一共是5章，正頁94頁，我算了一下，在這個標(biāo)準(zhǔn)中，設(shè)計到潤滑油的章節(jié)的頁數(shù)是22頁，對94頁占整個標(biāo)準(zhǔn)的23.4%，6006A03標(biāo)準(zhǔn)，到了IEC61400-4，一共是30頁，占比19.9%，不論是19.9%，還是23.4%，整個的國際兩大標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，潤滑油的章節(jié)的篇幅占20%左右，也就是五分之一，因此潤滑油在這個行業(yè)有它自己的地位。
談?wù)勎覍W(xué)科粗淺的判斷。我們發(fā)現(xiàn)在我們國家機(jī)械與摩擦學(xué)，重機(jī)械、輕潤滑，因為是兩個學(xué)科，一個是機(jī)械系、一個是潤滑系的。除了專家以外，我想問問在座的所有與會嘉賓，誰是學(xué)化學(xué)專業(yè)的？除了專家以外，舉個手，三個。剛才齒輪箱中占20%，今天我們與會的，我是在茶歇的時候做了調(diào)查，今天與會的人可能已經(jīng)接近300人，如果有三個是學(xué)化學(xué)的，足以見我們化學(xué)在地位中多么微弱，才1%。原因很簡單，我也算多年搞化工潤滑方面的工作，一晃也是快24年了。我們發(fā)現(xiàn)我們的摩擦與潤滑，基本上在中國就是涇渭分明。我們的潤滑大師溫院士，還有雒建斌院士，剛才提到有院士的問題，潤滑有院士，一個是薛院士，還有劉院士。你會發(fā)現(xiàn)我們的兩位院士，一個是山東大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)的，一個是山東師范大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)的，可以看出來，是純化學(xué)專業(yè)畢業(yè)的，而潤滑這塊，搞純化工的人數(shù)很少。我們會發(fā)現(xiàn)，我們在摩擦與潤滑兩大交叉領(lǐng)域里面，我們需要雜交形的摩擦與潤滑專家，需要雜交，這界限需要打破。
我現(xiàn)在也繼續(xù)從標(biāo)準(zhǔn)談我們的可能的關(guān)聯(lián)。首先在6006標(biāo)準(zhǔn)上的第61頁上有這么一段描述，非常重要，可能不搞潤滑的不一定注意這段。這么些的，齒輪潤滑中薄潤滑油膜將摩擦副表面分開，表面的粗糙度比拉母達(dá)起了重要作用。新的61400標(biāo)準(zhǔn)指出潤滑油核心任務(wù)是減少摩擦磨損，要完成此標(biāo)準(zhǔn)，最好進(jìn)行詳細(xì)的齒輪潤滑彈性流體動力EHL的分析。
我很形象的做了個圖，這面潤滑油，這么一個拉母達(dá)，這個拉母達(dá)跟中國的人字非常像，一個拉母達(dá)就可以把齒輪箱，用這個油連接在一起，拉母達(dá)是什么？拉母達(dá)是最小油膜厚度除上金屬表面的平均粗糙度。這一個拉母達(dá)就起了很大的作用，如果這個拉母達(dá)在不同區(qū)間，實際上摩擦的原理是不一樣的，三種摩擦原理，一個是拉母達(dá)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3，拉母達(dá)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3就意味著兩個金屬之間全分開，理論上不會有摸索。同樣另一個極端是這個拉母達(dá)只是小于1.2的，相當(dāng)于兩個金屬表面基本碰上了，這個時候是磨損最大。經(jīng)常的現(xiàn)實中潤滑狀態(tài)是處在兩者之間的狀態(tài)很多，這才是核心，拉母達(dá)值大于1.2和小于3之間，或許是一個常態(tài)，這也是磨損的主要問題。
這條曲線可能大家都知道，搞摩擦學(xué)離不開這條曲線。大家看到，兩個金屬之間由于潤滑油分開以后有三種狀態(tài)，一種是拉母達(dá)大于3.0狀態(tài)非常好，完全分開；第二種兩個金屬表面偶爾有油，基本斷開了，兩個金屬摩擦很大；第三種就是所謂的過渡狀態(tài)。這個Stribeck Curve圖，不變的是精度，變化的是基本原理。
61400標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)有精確的潤滑油計算方法了，這個方程是寫在61400的108頁的，看上去復(fù)雜，其實一點不復(fù)雜。
這個圖Dowson Higginson的方程，大家都知道，這是一個基本方程形式，61400標(biāo)準(zhǔn)的系數(shù)已經(jīng)比現(xiàn)在精度提高了。我就用這個方程給大家講解一下我們的關(guān)系，這個著名的方程里頭有三個無量鋼技術(shù)，分別是G、U、W，這是計算油膜厚度的公式。第一個G是材料學(xué)性質(zhì)，它是材料參數(shù)，用得制造齒輪和軸承的材料，它的表面參數(shù)。第二個是潤滑系統(tǒng)的運動速度參數(shù)，你轉(zhuǎn)得多快、轉(zhuǎn)得多慢，是摩擦磨損不一樣的。最后一個W是載荷，負(fù)載多大，風(fēng)機(jī)的負(fù)載非常之大，W非常大。
那么這三者下面的推演會得出什么樣的結(jié)論呢？這是演示，算完以后，我們得出這樣的結(jié)果，阿爾法、EP、還有謬（音）、西布隆（音），還有RX，這個就不用說了，五個指標(biāo)是什么呢？分別代表了材料問題、潤滑問題和運動的負(fù)荷和運動的速度問題。這個方程告訴我們，第一潤滑油的黏度越大，油膜越厚。
第二個阿爾法，有潤滑油了，很有意思，大家知道油溫度越高，黏度越小。還有一個與壓力有關(guān)，潤滑油的黏度是溫度和壓力的變量。潤滑油的黏壓系數(shù)在方程的正面，因此油黏壓系數(shù)越大，油膜越厚，與潤滑油的分子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。
第三速度越快，摩擦越小，速度越快，油膜越厚。正常情況下，車的速度如果是3000轉(zhuǎn)左右到4000轉(zhuǎn)以下，要比1000轉(zhuǎn)以下的磨損小得多的多，事實上有摩擦學(xué)的基礎(chǔ)。速度越快，油膜越厚。
