寶爾德風力發電機潤滑維護指南

 
1.風機設備的潤滑要求
風力發電設備對潤滑的一般要求可概括為:
風力發電的主體設備距地面高達數十米,維護極為困難,要求潤滑油的使用壽命長,以減少換油操作;
由于風機齒輪箱的極端負荷,要求潤滑油具有超強抗磨、抗微點蝕保護和對軸承的保護以配合設備20年的設計壽命期間無故障運行;
良好的高溫性能以適應機組外部環境的苛刻要求;
優良的過濾性能;
良好的對水容忍性能,確保海上風機的要求。
2.風機潤滑油的選用
風力發電的主齒輪箱(增速箱)潤滑
風電主齒輪箱采用行星齒和平行軸相結合,多極增速。增速箱輸入端是重載低速,應采用高極壓、高粘度的潤滑油,如ISO VG 460,而輸出端則存在高速剪切,應采用粘度稍低,但抗剪切性能良好的潤滑油,如ISO VG 220。但實際上,增速箱使用單一潤滑油是唯一現實可行的辦法?,F在普遍采用ISO VG 320的風電齒輪油來潤滑。
該潤滑油必須具備以下性能要求:
增速箱潤滑油必須具有抗微點蝕性能
硬齒面帶來的一個突出問題是微點蝕。微點蝕是疲勞磨損的微觀表象,多出現在滑動接觸面上。例如在齒頂和齒根部位,表面疲勞導致齒面上出現微小點蝕(~10μ),發展到一定程度出現表面灰暗斑點,局部變得粗燥、齒面剝脫等。微點蝕使齒面變形,引起振動和噪音,導致齒面應力集中,縮短齒輪壽命。
風電增速箱潤滑油的抗磨性要求
增速箱潤滑油必須能起到對齒面的抗磨保護,這方面的測試有FZG防膠合負荷測試(FZG scuffing,DIN 51354)。齒輪油還需要兼顧軸承的潤滑。大量的風電增速箱失效案例說明:軸承是齒輪箱最脆弱的環節。為此,FAG提出了齒輪油對軸承的抗磨保護測試,即FAG FE8測試,該測試共有4級,測試項目為軸承磨損量和存積物的量。該測試全面地提出了風電增速箱潤滑油對軸承的保護要求,目前能通過FAG FE8四級測試的齒輪油品種非常少。越來越多的風電制造商和齒輪箱制造商開始采用FAG FE8的測試,把它作為評估潤滑油是否合格的又一個重要依據。
增速箱齒輪油的過濾性能要求
風電增速箱采用強制壓力潤滑方式。此潤滑方式的突出優點是可以通過系統過濾,從而達到預期的清潔度水平。潤滑油的清潔度對齒輪箱齒面和軸承的平穩運行及使用壽命有明顯的影響。吃了選擇性能良好的過濾設備和濾芯,過濾性能良好的潤滑油也一樣重要。風電增速箱齒輪油是含添加劑較多的油品,添加劑的穩定性是產生差異的關鍵。潤滑油過濾性能不好有兩個壞處:其一,不能維持齒輪箱很好的清潔度水平;其二,齒輪油的性能隨著添加劑的減少而下降。潤滑油含水時的過濾性能,對于海上風機特別重要。
增速箱潤滑油對水的容忍性
運行中的風電齒輪箱潤滑油總會含一定的水分。水是通過空氣進入的,海上風機的含水量會更高一些。潤滑油對水的容忍性表現在少量水分侵入后,油品的性能不發生變化。其中的關鍵是齒輪油中的添加劑遇水后是否穩定。潤滑油中添加劑遇水后的穩定性也是濕過濾性能差異的主要原
齒輪潤滑油的低溫特性
低溫是我國北方風場冬季面臨的主要環境。國際規定:低溫型機組可運行在-30℃及以上溫度。在如此低的溫度下,ISO VG 320的齒輪油具有很高的粘度,遠遠超過齒輪油泵的泵送粘度。因此,作為一種標準的設計,風機齒輪箱均設有電加熱裝置,以在低溫下啟動時加熱齒輪油。該加熱裝置的功率一般不會很大,因為它受布置空間和潤滑油對加熱密度的限制。及時啟動油泵,以打油循環加熱。潤滑油的低溫流動性好,有利于縮短啟動加熱時間。
增速箱齒輪油的其他性能要求
以上我們列出了風電增速箱齒輪潤滑油的一些最重要的性能指標,有些甚至是風電所獨有的,他們是區分風電齒輪潤滑油是否合格的主要標準。除此之外,齒輪油的薄油膜保持特性,抗氧化性能,長壽命,與密封材料的兼容性,防銹防腐性能,保持清潔的能力,抗泡性和空氣釋放性能,抗剪切性能,環保性能等,這些指標也很重要,它們一起構成了風電齒輪箱潤滑油完整的性能要
風機上偏航和變槳齒輪箱的潤滑
風機上偏航和變槳齒輪箱都是減速齒輪箱,屬于風機上間歇式工作的設備。普遍采用油池飛濺式潤滑。要求良好的抗磨保護性能,超長使用壽命?,F在有一種意見是:偏航、變槳齒輪箱用與主齒輪箱使用相同的潤滑油。這樣一方面可以簡化油品的采購和儲存,另一方面主齒輪箱均沒有加熱裝置,冬季運行時油品要具有充分的低溫流動性,不妨礙偏航和變槳設備的突然啟動。
風機上主軸軸承、偏航軸承、變槳軸承以及電機軸承的潤滑脂
潤滑脂就是潤滑油加上稠化劑,使之形成一種半流體狀的潤滑劑。實際稠化劑并不參與潤滑,但它是潤滑油的承載體。潤滑脂內的基礎油和相關的添加劑是設備潤滑保護的關鍵。
偏航齒圈是典型的開式齒輪裝置,需要使用具有一定粘附性的開式齒輪潤滑劑來潤滑。變槳齒圈因載荷輕,通常將其并入變槳軸承一起潤滑,用軸承潤滑脂一并解決。
3.風機的潤滑維護
風機潤滑維護是保障風機正常運行的重要工作,從油品的檢測化驗、潤滑油脂的定期檢查添加到齒輪箱的換油沖洗,每個流程都有特別的要求。風機齒輪箱潤滑油的適時更換是風機潤滑維護的關鍵流程,換油周期的長短通常是由潤滑油質量的變化和風機齒輪箱的狀況所決定的。通常,風機設備制造商會根據設計要求和使用經驗,推薦使用潤滑油和相應的換油周期
影響風機主齒輪箱潤滑油使用壽命的因素:
潤滑油的性能和配方
風機的結構(是否變槳)、運行工況和維護操作水平
外部的污染水平
齒輪箱制造水平如齒面硬化處理以及材質
由于不同的風機齒輪油在配方設計方面的原因,在實際應用中有不同的表現。以下列出了因潤滑產品的原因,風電場在實際運行過程可能出現的問題:
軸承和齒面產生微點蝕 熱電偶及感應器污染
油泥問題,導致濾芯提前堵塞 在用油分析—高水分
齒輪和軸承銹蝕 泡沫導致油位測量不準
過濾器超壓報警 換油/沖洗成本增加
4.油品化驗分析
早期發現潤滑油和設備的潛在問題,提供早期預警,有助于延長潤滑油和設備使用壽命、提高可靠性及降低維修成本。
油品分析并不能發現所有的問題,這是一個漸進的趨勢分析,可以發現存在的問題,但無法發現突發性的部件故障。新油在運輸、儲存和使用的過程中可能受到污染或其他因素的影響,所以需在新油使用前對其進行抽檢,并核對油品出廠的檢測合格報告。
5.油品取樣
無論是正在運行中還是即將更換油品的風機,取得一個能夠充分代表齒輪箱油品狀況的油樣十分重要,因此,我們建議在取樣的過程中應注意:
無論何時,取樣必須遵循相同的取樣程序和相同的取樣點的原則。一旦取樣程序開始執行,不輕易更改;
取樣之后,將取樣信息及觀察到的油品顏色、外觀、瓶底狀況等完整的填寫在記錄本上,確保良好的追溯過程;
總是使用相同的取樣程序并送同一家化驗室作分析,并保存每一次的化驗報告。
6.齒輪箱油的更換
在嚴苛的自然環境下(風機齒輪箱是機械行業里工況最嚴苛的齒輪箱),齒輪油的氧化和齒面的磨損都在不斷地積累,在齒輪箱底部一定會殘存一定量的油泥和金屬磨屑。因此,過長的油品使用周期雖然可以帶來維護成本的降低,但也會造成因一定量的油泥和金屬磨屑的積累帶來的風險。
部分風機齒輪箱由于結構設計的特點,導致齒輪油排放時無法將齒輪油排盡,約有至少5%的存油排放不徹底。因此,齒輪箱換油、沖洗所面臨的問題有:
齒輪箱底部殘存的油品無法排盡。
沖洗用的齒輪油由于粘度高(VG 320),無法形成沖洗油所需的紊流,不能徹底將齒面和油箱底部的沉積物沖洗干凈。
即使經過多次的沖洗,仍然無法到達齒輪箱油品的清潔度要求
通過合理的換油程序可以確保潤滑油和風機的性能;對于風機齒輪箱,在進行更換油品時,建議按照專業程序執行。建議咨詢寶爾德現場服務工程師
7.潤滑油的儲存
儲存溫度:-10℃~30℃,避免太陽直射,風吹雨淋,最好室內存放。
貯存產品的原則:先進先出,以避免產品超過保存期限。
超過保存期限的產品:在使用前必須通過化驗抽檢并重新認證或進行批準。
避免水分進入油桶中。
8.潤滑油安全注意事項
陸地泄漏
如果沒有危險,可以采用行動阻止泄漏。通過泵或者使用合適的吸附劑回收。
水上泄漏
立即使用欄油柵限制溢漏范圍;如果沒有危險,可以采取行動阻止泄漏;警告其它船只;從表面撇去或者使用合適的吸附劑除去;使用分散劑前征求專家意見。注意:當地法規可能對所采取的方案有規定或限制。
環境預防措施
防止進入水渠、下水道、地下室或者封閉區。
健康危害
毒性低。過度接觸會造成眼部
皮膚或呼吸刺激,可用水和肥皂清洗接觸的部位,若發生刺激,請尋求醫療援助。
廢舊潤滑油的處理:
潤滑油中 含有對環境有害的成分,不要隨意將舊的潤滑油傾倒在垃圾桶
地面、水溝以及江河、湖泊等處,這樣會嚴重污染環境。
應將廢舊的潤滑油集中收集,適于在一個密閉可控的燃燒爐中作為燃料,或者在監督下以非常高的溫度進行焚燒,以防止出現不良的燃燒產物。
可以送到能進行舊油回收處理的地方,按照政府法規進行集中處理。