風電濾芯的應用領(lǐng)域

根據(jù)風能發(fā)展較早國家和地區(qū)的經(jīng)驗，一般在3-5年的運行后，風力發(fā)電機的傳動機械部分開始進入一個故障多發(fā)期，關(guān)鍵部件如齒輪箱等開始集中出現(xiàn)不同程度的問題。本文就風機的關(guān)鍵部件，同時也是故障率較高的部件——齒輪箱，其中的潤滑油的各種污染及其危害做了詳細的介紹和說明，并提出了簡單、經(jīng)濟、有效的控制解決方案，可以作為發(fā)電企業(yè)和 設(shè)備廠家提高發(fā)電設(shè)備利用率和降低停機、維護維修成本的參考。
 
一、關(guān)于風力發(fā)電機齒輪箱潤滑
 
增速齒輪箱是風力發(fā)電機的主要傳動部件，用于增加葉輪轉(zhuǎn)速。目前主要的風力發(fā)電增速齒輪箱的制造商為Winergy，Hansen，Moventas等，我們國家的制造商為南京高速齒輪箱廠，重慶齒輪箱廠，大連重工減速機廠等。
 
由于風力發(fā)電機多安裝在偏遠、空曠、多風地區(qū)，如我國的新疆、內(nèi)蒙古及沿海等地區(qū)，增速齒輪箱的工作環(huán)境屬于高低溫變化、高濕氣，并且風機處于相對偏遠的地區(qū)，維修或更換的成本巨大，因此設(shè)計要求齒輪箱必須有*的運行穩(wěn)定性、可靠性。
 
顆粒物，水分和氧化產(chǎn)物等污染物，對油以及設(shè)備本身，都有較大的危害，會大大增加齒輪和軸承疲勞、磨損失效的風險。一旦齒輪箱需要維修或更換部件，其檢修和配件的費用不菲，再加上動用大型設(shè)備，以及不可估計的停機時間造成的發(fā)電量損失，對于主機廠和業(yè)主雙方，成本都會相當驚人。
 
二、風力發(fā)電機的齒輪潤滑油的主要污染：
 
如上圖所示，包括顆粒物，水，和氧化污染物。
 
AGMA(美國齒輪箱制造商協(xié)會)和ISO/IEC(標準委員會/電工協(xié)會)標準對風電齒輪箱潤滑油也有同樣的要求，見下圖。
 
一般的，在風機齒輪箱的在線潤滑系統(tǒng)上，附帶了一套在線過濾器，這種過濾器一般過濾精度大多為10-50 µm。
 
事實上，在線過濾器雖然很好的保護了潤滑系統(tǒng)，并起到了清潔油系統(tǒng)的作用，但根據(jù)多年來風場業(yè)主的經(jīng)驗和取樣檢測，其本身并不能*風機齒輪箱對潤滑油清潔度的要求以及相關(guān)的標準。大量的微小顆粒物無法得到有效的清除，這對要求嚴苛的風機齒輪箱是一個潛在的威脅。
 
數(shù)年前，歐洲風場用戶對此得出了這樣的結(jié)論：“通過近十年來對1000多臺風力發(fā)電機齒輪的觀察發(fā)現(xiàn)，這些齒輪箱問題的原因有一部分是齒面的點蝕以及齒輪軸承的磨損。我見過齒輪箱滾子軸承已打毛的表面。很不幸的是滾子已經(jīng)成那樣了，齒輪箱仍然沒有停止運轉(zhuǎn)。當然，人們都承認清潔的油對于軸承的壽命是至關(guān)重要的，然而問題是多數(shù)風電機組制造商，在銷售他們的風電機組時，沒有配備質(zhì)量良好的清潔齒輪箱油的濾清器。”[2]
 
而今年來，在中國的運行的風機上，也發(fā)現(xiàn)了類似的問題。以下是一個來自甘肅某風場風力發(fā)電機齒輪箱的油樣報告，運行了2年左右的時間，油系統(tǒng)的污染比較嚴重，檢測方也給出了需要換油的建議。而事實上，如果污染控制得當，一般可以在3年或更長時間后換油。
 
如果不換油，實際上會對齒輪箱造成損傷。根據(jù)第三方咨詢機構(gòu)(Noria公司)的實驗和統(tǒng)計，污染度降低，對齒輪箱的壽命影響可達3-5 倍，具體可見下表(設(shè)備壽命延長因子)：

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