魏憲華
（內(nèi)蒙古北方龍?jiān)达L(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司）

　　【摘　要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)生活中需要的電能資源越來越多。風(fēng)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(guān)注，風(fēng)力發(fā)電的勢頭漸猛，全球風(fēng)電裝機(jī)容量年增長率在20%以上。我國的風(fēng)力發(fā)電起步較晚，是從上世紀(jì)80年代末期開始的，到今天，雖然裝機(jī)容量大大增加了，但是在發(fā)電技術(shù)上卻還未有重大突破。本文就風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景進(jìn)行分析，并研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的結(jié)構(gòu)和故障處理。

　　【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電；技術(shù)；發(fā)展前景；現(xiàn)狀；齒輪箱；故障處理
　　風(fēng)力發(fā)電基本原理就是利用風(fēng)輪機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能。水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由風(fēng)輪、增速齒輪箱、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、塔架、偏航裝置等部件組成。
　　1、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其前景
　　風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模研究是在1973年石油危機(jī)爆發(fā)之后。在石油危機(jī)爆發(fā)之前，風(fēng)力發(fā)電研究主要是在高校和科研單位，經(jīng)費(fèi)較少。石油危機(jī)爆發(fā)之后，世界各國充分認(rèn)識到了可再生能源開發(fā)的重要性，認(rèn)識到了環(huán)保的重要性。而風(fēng)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(fēng)力發(fā)電的工業(yè)化發(fā)展，希望大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)來推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電的工業(yè)化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。各國通過減稅、抵稅、價(jià)格補(bǔ)貼等財(cái)政扶持政策促進(jìn)了風(fēng)力發(fā)電工業(yè)化發(fā)展。到了20世紀(jì)90年代，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日益成熟，各國開始大力興建風(fēng)力發(fā)電場，風(fēng)電場的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，裝機(jī)容量一年比一年多，以顯見的速度發(fā)展著。另外，隨著全球環(huán)境的惡化，發(fā)達(dá)國家開始征收能源碳稅，環(huán)保也對傳統(tǒng)的發(fā)電方式（如火力發(fā)電）提出了更高的要求，這就使得風(fēng)力發(fā)電與常規(guī)發(fā)電之間的價(jià)格差距越來越小，風(fēng)力發(fā)電逐步進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展。
　　風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢在于：能力每增加一倍，成本就下降15%，因而風(fēng)力發(fā)電有著廣闊的發(fā)展前景。走進(jìn)21世紀(jì)，世界各國都在大力興建風(fēng)電場，進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研發(fā)。據(jù)悉，全球可用來發(fā)電的風(fēng)力資源超過100億千瓦，是全球水力發(fā)電量的10倍。每年火電廠發(fā)電量僅是風(fēng)力在一年內(nèi)提供能量的三分之一，因此，風(fēng)力發(fā)電具有非常廣闊的發(fā)展前景。隨著環(huán)保事業(yè)和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)將會(huì)越來越成熟，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為發(fā)電方式中的主要方式。
　　2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的研究現(xiàn)狀
　　齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的一個(gè)重要機(jī)械部件，它的作用是將風(fēng)輪在風(fēng)的動(dòng)能下產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。一般而言，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速非常小，無法達(dá)到發(fā)電的要求，因此需要利用齒輪箱來提高轉(zhuǎn)速，因此齒輪箱又被稱為增速齒輪箱。
　　齒輪箱作為一個(gè)重要的傳動(dòng)裝置，直接影響到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作效率，所以，齒輪箱的研究是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究中的重點(diǎn)。到今天，齒輪箱的技術(shù)已非常成熟，但是在實(shí)際的運(yùn)用中依然會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的故障。據(jù)調(diào)查，齒輪箱發(fā)生故障約占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總故障數(shù)的20%。
　　我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要是引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，技術(shù)的自主研發(fā)成果較少。風(fēng)電機(jī)組安裝在高山、荒野、海灘等風(fēng)口處，工作環(huán)境非常惡劣，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內(nèi)，一旦發(fā)生故障，維修非常困難，因此，對齒輪箱傳動(dòng)的可靠性和壽命要求都比較高，因此，齒輪箱的設(shè)計(jì)是整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的重點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)的齒輪箱設(shè)計(jì)將會(huì)促進(jìn)風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
　　3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的結(jié)構(gòu)
　　齒輪箱的設(shè)計(jì)是隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總體布置和運(yùn)行環(huán)境的變化而變化的，有的將傳動(dòng)軸與齒輪箱直接合為一體；有的將傳動(dòng)軸與齒輪箱分開布置，中間使用漲緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作環(huán)境較為惡劣，受自然環(huán)境影響較大，一旦出現(xiàn)特殊災(zāi)害性天氣就有可能導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組部件的損壞。風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系的動(dòng)力匹配和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)因素往往反映在Z薄弱的環(huán)節(jié)，也就是反映在齒輪箱上，齒輪箱一旦損壞，那么風(fēng)電機(jī)組就會(huì)無法正常運(yùn)行，因此，齒輪箱的維修保養(yǎng)至關(guān)重要。
　　風(fēng)電機(jī)組可以分為無齒輪箱驅(qū)動(dòng)的直聯(lián)式和齒輪箱驅(qū)動(dòng)式兩種。齒輪箱驅(qū)動(dòng)式是目前風(fēng)電機(jī)組的主要結(jié)構(gòu)形式。齒輪箱驅(qū)動(dòng)式是將齒輪箱布置在葉輪和發(fā)電機(jī)中間，當(dāng)葉輪的轉(zhuǎn)速不夠時(shí)，就發(fā)揮其增速的功能，提高葉輪轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到滿足發(fā)電機(jī)所需的轉(zhuǎn)速，然后將葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)能傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電。
　　4、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的故障處理
　　隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增大，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行時(shí)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(huì)影響到風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。由齒輪箱的故障帶來的風(fēng)電機(jī)組停運(yùn)的現(xiàn)象屢見不鮮，這樣就造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對齒輪箱進(jìn)行研究迫在眉睫，注重齒輪箱的維護(hù)保養(yǎng)和日常監(jiān)測工作。
　　我國風(fēng)電機(jī)組齒輪箱故障主要有三個(gè)方面：
　　，齒輪箱潤滑不良造成的齒面、軸承磨損。當(dāng)溫度過低時(shí)就有可能造成潤滑劑的凝固，進(jìn)而使得潤滑劑無法發(fā)揮作用。潤滑劑的散熱性能不好也會(huì)造成潤滑劑提前失效。油位傳感器遭受污染也會(huì)使得潤滑劑失去效用。良好的潤滑可以有效保護(hù)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(tài)。在齒輪箱的運(yùn)行階段，要定期更換潤滑油，初次運(yùn)行500小時(shí)后要更換潤滑油，接下來每隔5000——10000小時(shí)換一次潤滑油。為了避免出現(xiàn)因油污染而導(dǎo)致潤滑不良的現(xiàn)象，在齒輪箱的運(yùn)行過程中定期抽檢潤滑油，確保油質(zhì)。
　　第二，齒輪箱設(shè)計(jì)上的缺陷。這方面的原因主要是因?yàn)槲覈灾餮邪l(fā)的技術(shù)較少，而直接引進(jìn)國外齒輪箱技術(shù)。引進(jìn)技術(shù)后，缺乏一些基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)人員對技術(shù)認(rèn)識不透徹、缺乏大型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)手段等都影響了齒輪箱的設(shè)計(jì)，使得我國齒輪箱在設(shè)計(jì)之初就存在一些固有的缺陷，在風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行中就比較容易出故障。因此，要加大齒輪箱技術(shù)的科技投入，促進(jìn)技術(shù)的自主研發(fā)，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)缺陷。
　　第三，振動(dòng)故障。齒輪箱的振動(dòng)是不可避免的，而劇烈的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生齒輪斷裂、偏心等現(xiàn)象，因此要采取一定的降振措施。
　　結(jié)束語
　　風(fēng)力發(fā)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(fēng)力發(fā)電技術(shù)研發(fā)的重要性，不斷促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。
　　參考文獻(xiàn)
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