吉林風(fēng)力發(fā)電股份有限公司副總經(jīng)理梁慶嘉先生
吉林風(fēng)力發(fā)電股份有限公司成立于1997年，下轄兩個(gè)風(fēng)電場，分別是通榆風(fēng)電場和長嶺風(fēng)電場。
其中通榆風(fēng)電場于1999年10月投產(chǎn)，是我國最早開發(fā)建設(shè)的風(fēng)電場之一，也是我國引進(jìn)國外風(fēng)電技術(shù)的“乘風(fēng)計(jì)劃”示范風(fēng)電場，總裝機(jī)容量30.06MW；長嶺風(fēng)電場于2005年12月投產(chǎn)發(fā)電，裝機(jī)容量57.35MW。由于風(fēng)場建設(shè)投產(chǎn)比較早，所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組型號(hào)比較復(fù)雜，共安裝有西班牙MADE公司AE-46風(fēng)機(jī)、丹麥NORDEX公司N43風(fēng)機(jī)、西班牙歌麥颯G58風(fēng)機(jī)、新疆金風(fēng)N77/1500風(fēng)機(jī)和新疆金風(fēng)N82/1500風(fēng)機(jī)等多種機(jī)型。
風(fēng)電機(jī)組對(duì)軸承的特殊要求
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般分雙饋式、直驅(qū)式和混合式，各種軸承被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，應(yīng)用軸承數(shù)量最多且類型最全的當(dāng)屬傳統(tǒng)雙饋式風(fēng)機(jī)，一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用軸承最多可達(dá)32套。所以選好軸承對(duì)保證風(fēng)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都安裝在野外風(fēng)沙或者濕度比較大的地區(qū)，風(fēng)電軸承的工況條件非常惡劣，需要承受的溫度、濕度和載荷變化的范圍很大。特別是偏航和變槳軸承需要承受較大的軸向力和傾覆力矩，變速箱軸承需要承受在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)巨大的沖擊載荷，同時(shí)還要求風(fēng)機(jī)變速箱軸承在低速啟動(dòng)時(shí)具備低摩擦力矩和高運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性的特點(diǎn)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軸承一般分為以下幾種：偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、變速箱軸承和發(fā)電機(jī)軸承。根據(jù)軸承類型不同，技術(shù)要求也不同。
1、偏航、變槳軸承
這類軸承一般都是總成設(shè)計(jì)，采用單排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承或雙排四點(diǎn)接觸球轉(zhuǎn)盤軸承，應(yīng)該符合如下技術(shù)要求：
根據(jù)風(fēng)機(jī)軸承的受力特點(diǎn)，偏航軸承都采用小游隙、變槳軸承采用零游隙或者“負(fù)游隙”設(shè)計(jì)的四點(diǎn)接觸球軸承，溝道要進(jìn)行特別設(shè)計(jì)及加工，可以承受大的軸向載荷和力矩載荷。總成中的偏航齒輪要選擇合適的材料、模數(shù)、齒面輪廓和硬度，以保證和主動(dòng)齒輪之間壽命的匹配。同時(shí)，要采取有針對(duì)性的熱處理措施，提高齒面強(qiáng)度，使軸承具有良好的耐磨性和耐沖擊性。
由于風(fēng)機(jī)暴露在野外，因此對(duì)軸承的密封性能有著嚴(yán)格的要求，必須對(duì)軸承的密封形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證軸承壽命和風(fēng)機(jī)壽命相同。風(fēng)機(jī)都裝在50m以上甚至上百米的高空，裝拆費(fèi)用昂貴，因此必須有非常高的可靠性，一般要求20年壽命，再加上該軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對(duì)設(shè)計(jì)制造的要求極高。
2、主軸軸承
主軸軸承一般為調(diào)心滾子軸承，亦有采用大錐角雙列圓錐滾子軸承的，大多數(shù)葉輪主軸是由兩個(gè)調(diào)心滾子軸承支承。由于葉輪主軸承受的載荷非常大，而且軸很長，容易變形，因此要求軸承必須有良好的調(diào)心性能。
3、變速箱軸承
變速箱軸承數(shù)量多，種類也多，包含深溝球軸承、圓柱滾子軸承、滿滾子圓柱滾子軸承、雙列圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承以及四點(diǎn)接觸球軸承。變速箱中的軸承主要是靠變速箱中的齒輪油潤滑，潤滑油中金屬顆粒比較多，會(huì)明顯影響軸承壽命，因此需要采用特殊的熱處理工藝，使?jié)L道表面存在壓應(yīng)力，降低滾道對(duì)顆粒雜質(zhì)的敏感程度，提高軸承壽命。同時(shí)還需要根據(jù)軸承的工況條件，對(duì)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)軸承加工工藝，進(jìn)一步提高軸承的性能指標(biāo)。
4、發(fā)電機(jī)軸承
發(fā)電機(jī)軸承采用圓柱滾子軸承和深溝球軸承。要通過對(duì)這兩種軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝方法改進(jìn)、生產(chǎn)過程清潔度控制及相關(guān)組件的優(yōu)選來降低軸承振動(dòng)的噪聲，使軸承具有良好的低噪聲性能。
從主軸到發(fā)電機(jī)所用軸承統(tǒng)稱為傳動(dòng)系統(tǒng)軸承，這些軸承從結(jié)構(gòu)型式上看大多為標(biāo)準(zhǔn)軸承，所不同的是，為了保證高可靠性，除在材料和熱處理方面有一些特殊要求外，還需要采用其他關(guān)鍵技術(shù)。例如，鋼材質(zhì)量控制技術(shù)和控制措施；轉(zhuǎn)盤軸承套圈表面淬火硬度以及有效硬化層深度的控制，淬火裂紋的防止；圓錐滾子軸承及圓柱滾子軸承球基面與擋邊接觸位置和形狀的優(yōu)化；調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈、滾子和外圈工作面硬度和粗糙度匹配的優(yōu)化；套圈和滾動(dòng)體的無損探傷；殘余奧氏體含量的最佳控制等。
風(fēng)電軸承的選擇
從近幾年我公司風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行情況看，因?yàn)檩S承問題引起的故障和損壞的情況逐步增多。根據(jù)近3年的維修統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，共更換各種變速箱軸承43套，主軸軸承10套。其中，更換的變速箱軸承中輸出軸和二級(jí)平行軸軸承更換數(shù)量偏高，占90.6%。所以選擇軸承的質(zhì)量非常重要。我們在軸承的選用上也曾走過彎路。針對(duì)2012年軸承損壞增多的情況，也基于國內(nèi)軸承廠家生產(chǎn)水平的提高和供貨周期比較短的考慮，曾一度選用國產(chǎn)某品牌的軸承。但事與愿違，新?lián)Q上的軸承不到一年就出現(xiàn)了問題，為了省一點(diǎn)購買軸承的費(fèi)用反而帶來了更多的損失。痛定思痛，我們又改用了進(jìn)口品牌軸承。我們選用軸承的標(biāo)準(zhǔn)首先考慮產(chǎn)品的可靠性，其次考慮供貨周期和售后保障，第三考慮性價(jià)比。現(xiàn)在選用的軸承主要是SKF和FAG的產(chǎn)品，雖然價(jià)格偏高，但是運(yùn)行可靠性也比較高。隨著中國風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展，市場增長很快，因此也帶動(dòng)了配件市場的競爭，國外知名品牌的軸承價(jià)格也出現(xiàn)了明顯下降的局面，在國內(nèi)產(chǎn)品不盡如人意的情況下，國外名牌軸承價(jià)格下行無疑對(duì)風(fēng)電企業(yè)來說也是利好。
