魏憲華
（內蒙古北方龍源風力發電有限責任公司）

　　【摘　要】隨著社會經濟的發展，生產生活中需要的電能資源越來越多。風能作為一種可再生的無污染的資源，受到了世界各國的廣泛關注，風力發電的勢頭漸猛，全球風電裝機容量年增長率在20%以上。我國的風力發電起步較晚，是從上世紀80年代末期開始的，到今天，雖然裝機容量大大增加了，但是在發電技術上卻還未有重大突破。本文就風力發電技術的發展現狀以及發展前景進行分析，并研究風力發電機組齒輪箱的結構和故障處理。

　　【關鍵詞】風力發電；技術；發展前景；現狀；齒輪箱；故障處理
　　風力發電基本原理就是利用風輪機將風的動能轉化為機械能，再帶動發電機發電轉化為電能。水平軸式風力發電機組由風輪、增速齒輪箱、發電機、控制系統、塔架、偏航裝置等部件組成。
　　1、風力發電技術的發展現狀及其前景
　　風力發電技術的大規模研究是在1973年石油危機爆發之后。在石油危機爆發之前，風力發電研究主要是在高校和科研單位，經費較少。石油危機爆發之后，世界各國充分認識到了可再生能源開發的重要性，認識到了環保的重要性。而風能作為一種可再生的綠色能源，開始為人們所重視，許多國家都開始了風力發電的工業化發展，希望大力發展風力發電技術來推動風力發電的工業化，促進經濟可持續發展和環保事業的發展。各國通過減稅、抵稅、價格補貼等財政扶持政策促進了風力發電工業化發展。到了20世紀90年代，風力發電技術日益成熟，各國開始大力興建風力發電場，風電場的規模也在不斷擴大，裝機容量一年比一年多，以顯見的速度發展著。另外，隨著全球環境的惡化，發達國家開始征收能源碳稅，環保也對傳統的發電方式（如火力發電）提出了更高的要求，這就使得風力發電與常規發電之間的價格差距越來越小，風力發電逐步進入商業化發展。
　　風力發電的優勢在于：能力每增加一倍，成本就下降15%，因而風力發電有著廣闊的發展前景。走進21世紀，世界各國都在大力興建風電場，進行風力發電技術研發。據悉，全球可用來發電的風力資源超過100億千瓦，是全球水力發電量的10倍。每年火電廠發電量僅是風力在一年內提供能量的三分之一，因此，風力發電具有非常廣闊的發展前景。隨著環保事業和可持續經濟的發展，風力發電技術將會越來越成熟，風力發電逐漸成為發電方式中的主要方式。
　　2、風力發電機組齒輪箱的研究現狀
　　齒輪箱是風力發電機組中的一個重要機械部件，它的作用是將風輪在風的動能下產生的動力傳遞給發電機并使其得到相應的轉速。一般而言，風輪的轉速非常小，無法達到發電的要求，因此需要利用齒輪箱來提高轉速，因此齒輪箱又被稱為增速齒輪箱。
　　齒輪箱作為一個重要的傳動裝置，直接影響到風力發電機組的工作效率，所以，齒輪箱的研究是風力發電技術研究中的重點。到今天，齒輪箱的技術已非常成熟，但是在實際的運用中依然會出現這樣那樣的故障。據調查，齒輪箱發生故障約占風力發電機組總故障數的20%。
　　我國風力發電技術主要是引進國外先進技術，技術的自主研發成果較少。風電機組安裝在高山、荒野、海灘等風口處，工作環境非常惡劣，齒輪箱安裝在塔頂的狹小空間內，一旦發生故障，維修非常困難，因此，對齒輪箱傳動的可靠性和壽命要求都比較高，因此，齒輪箱的設計是整個風電機組的重點，優質的齒輪箱設計將會促進風電機組的穩定運行。
　　3、風力發電機組齒輪箱的結構
　　齒輪箱的設計是隨著風力發電機組的總體布置和運行環境的變化而變化的，有的將傳動軸與齒輪箱直接合為一體；有的將傳動軸與齒輪箱分開布置，中間使用漲緊套裝置或聯軸節連接的結構。風力發電機組工作環境較為惡劣，受自然環境影響較大，一旦出現特殊災害性天氣就有可能導致風電機組部件的損壞。風電機組傳動系的動力匹配和扭轉振動因素往往反映在Z薄弱的環節，也就是反映在齒輪箱上，齒輪箱一旦損壞，那么風電機組就會無法正常運行，因此，齒輪箱的維修保養至關重要。
　　風電機組可以分為無齒輪箱驅動的直聯式和齒輪箱驅動式兩種。齒輪箱驅動式是目前風電機組的主要結構形式。齒輪箱驅動式是將齒輪箱布置在葉輪和發電機中間，當葉輪的轉速不夠時，就發揮其增速的功能，提高葉輪轉速，使其達到滿足發電機所需的轉速，然后將葉輪旋轉產生的動能傳遞給發電機發電。
　　4、風力發電機組齒輪箱的故障處理
　　隨著風力發電技術的發展，風力發電機組的單機容量不斷增大，風電機組的運行時間也在不斷增多，而齒輪箱又非常容易出故障，一旦出故障就會影響到風電機組的正常運行。由齒輪箱的故障帶來的風電機組停運的現象屢見不鮮，這樣就造成了一定的經濟損失。因此，對齒輪箱進行研究迫在眉睫，注重齒輪箱的維護保養和日常監測工作。
　　我國風電機組齒輪箱故障主要有三個方面：
　　，齒輪箱潤滑不良造成的齒面、軸承磨損。當溫度過低時就有可能造成潤滑劑的凝固，進而使得潤滑劑無法發揮作用。潤滑劑的散熱性能不好也會造成潤滑劑提前失效。油位傳感器遭受污染也會使得潤滑劑失去效用。良好的潤滑可以有效保護齒輪和軸承，因此，必須高度重視潤滑問題，確保齒輪箱長期處于Z佳潤滑狀態。在齒輪箱的運行階段，要定期更換潤滑油，初次運行500小時后要更換潤滑油，接下來每隔5000——10000小時換一次潤滑油。為了避免出現因油污染而導致潤滑不良的現象，在齒輪箱的運行過程中定期抽檢潤滑油，確保油質。
　　第二，齒輪箱設計上的缺陷。這方面的原因主要是因為我國自主研發的技術較少，而直接引進國外齒輪箱技術。引進技術后，缺乏一些基礎性數據、設計人員對技術認識不透徹、缺乏大型試驗裝置和試驗手段等都影響了齒輪箱的設計，使得我國齒輪箱在設計之初就存在一些固有的缺陷，在風電機組的運行中就比較容易出故障。因此，要加大齒輪箱技術的科技投入，促進技術的自主研發，彌補設計缺陷。
　　第三，振動故障。齒輪箱的振動是不可避免的，而劇烈的振動會產生齒輪斷裂、偏心等現象，因此要采取一定的降振措施。
　　結束語
　　風力發電可以減少溫室氣體的排放，可以減少不可再生能源的使用。它將逐步替代核能，因此，要看到風力發電技術研發的重要性，不斷促進風力發電的發展。
　　參考文獻
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