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淺析兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組潤(rùn)滑油脂泄漏問(wèn)題

2020-03-11
2016年1月17日,中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)(CWEA)在北京舉行的中國(guó)風(fēng)能新春茶話會(huì)上公布了2015年中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量及累計(jì)裝機(jī)容量的初步統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。2015年風(fēng)電新增裝機(jī)容量同比增長(zhǎng)31.5%達(dá)到 30.5GW。2015年底累計(jì)裝機(jī)容量突破145GW,對(duì)應(yīng)按年升幅26.6%累計(jì)裝機(jī)容量145GW 已大幅超出風(fēng)電“十二五”規(guī)劃制定的100GW的裝機(jī)容量目標(biāo)。隨著風(fēng)電行業(yè)的高速發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組的一些問(wèn)題日漸突出。

油脂泄露問(wèn)題

隨著風(fēng)電機(jī)組大功率化的發(fā)展,越來(lái)越多的機(jī)組采用加壓式集中潤(rùn)滑系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,能有效解決風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的潤(rùn)滑問(wèn)題,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
圖1 集中潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

但目前風(fēng)電機(jī)組大多存在偏航、變槳軸承潤(rùn)滑廢油脂泄露,只有少量廢油脂從設(shè)計(jì)管道流向集油瓶,大部分廢油脂從偏航軸承密封圈、變槳軸承密封圈流向結(jié)構(gòu)件外表。在機(jī)位附近觀察不難發(fā)現(xiàn)很多風(fēng)機(jī)葉片、塔筒、直驅(qū)式發(fā)電機(jī)表面都覆蓋有一層黑色油脂,風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)周圍地面上也能發(fā)現(xiàn)溢出的成團(tuán)廢油脂。

油脂泄露的危害

這些溢出油脂的排出方式有以下危害:

(1)破壞軸承內(nèi)部的密封性。密封圈損壞后空氣、水分進(jìn)入軸承內(nèi)部將影響軸承的壽命。

(2)密封圈損壞以后導(dǎo)致軸承內(nèi)部壓力不均, 因此軸承內(nèi)部將不能均勻潤(rùn)滑, 某些部位甚至得不到潤(rùn)滑,嚴(yán)重影響軸承壽命和風(fēng)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)廢油脂若從軸承內(nèi)圈溢出則影響機(jī)組的防火性能, 臟滑的工作面也不利于運(yùn)維人員作業(yè)。

(4)如為直驅(qū)機(jī)組,油脂覆蓋在發(fā)電機(jī)外表將影響發(fā)電機(jī)外部散熱筋的散熱性能。

(5)影響機(jī)組外觀,正常機(jī)組從葉尖到塔基均為白色。

(6)不利于環(huán)保,廢棄油脂溢出到機(jī)組周圍, 將在一定程度上影響機(jī)組周圍的生態(tài)環(huán)境。

泄漏原因分析
圖2
圖3

從圖2圖3以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),總結(jié)油脂泄露原因如下:

(1)油脂泵加脂壓力過(guò)大。

(2)軸承密封圈抗壓強(qiáng)度不夠,承受壓力小于廢棄油脂排出壓力。
 
(3)廢棄油脂排出通道不順暢。
 
(4)集油瓶?jī)?nèi)活塞阻力過(guò)大。
 
(5)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致油脂泄露。
 
(6)油脂管道內(nèi)殘余空氣未排盡,造成局部壓力過(guò)大,撐破密封圈。廢棄油脂溢出到機(jī)組周圍, 將在一定程度上影響機(jī)組周圍的生態(tài)環(huán)境。

如何改進(jìn)

針對(duì)上述原因,逐項(xiàng)做出改進(jìn):
 
(1)潤(rùn)滑系統(tǒng)選型合適,主要是油脂泵和油脂的選擇。油脂泵的Z大加脂壓力不應(yīng)大于密封圈能承受的Z大壓力,油脂的稠度事宜太稠會(huì)增大加脂壓力,且導(dǎo)致加脂不均, 太稀則油、脂分離快易滲漏且潤(rùn)滑效果不理想。
 
(2)提高軸承制造工藝。特別是密封圈的制造工藝,要求具有耐低溫、耐高溫、耐磨、抗腐蝕等性能。提高安裝密封條處軸承表面的光滑度, 軸承屬于轉(zhuǎn)動(dòng)部位,并且由于風(fēng)電機(jī)組的特殊性,軸承基本處于震動(dòng)狀態(tài),如果軸承表面不夠光滑,將大大增加密封圈的磨損。
 
(3)提高安裝質(zhì)量,機(jī)組正常運(yùn)行前務(wù)必排盡潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)部空氣。
 
(4)降低集油瓶阻力。目前采用的集油瓶有兩種,一種是通孔集油瓶,廢脂排出不受阻力。另一種為活塞式集油瓶,廢脂排出需要克服活塞與瓶壁的阻力,而該活塞由于工藝、質(zhì)量問(wèn)題很容易卡住,導(dǎo)致廢脂不能或很難排出,因此針對(duì)活塞式集油瓶應(yīng)將活塞推至瓶底。
 
(5)改進(jìn)目前主流軸承構(gòu)造。由于風(fēng)電軸承體積大、運(yùn)動(dòng)量少、轉(zhuǎn)速慢且總處于震動(dòng)中,因此應(yīng)有別于常規(guī)高速軸承。

結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)風(fēng)電機(jī)組偏航、變槳軸承油脂泄漏問(wèn)題,從潤(rùn)滑系統(tǒng)的流程、結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明,同時(shí)也提出了一些解決方法,在實(shí)際中能到起到一定的指導(dǎo)作用。實(shí)踐也證明現(xiàn)場(chǎng)采取降低集油瓶壓力甚至讓集油瓶?jī)?nèi)為負(fù)壓、加裝油脂泵溢流閥等方法能有效解決密封圈漏脂的問(wèn)題。
 
來(lái)源:《機(jī)械化工》