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实时的监控在风机应用维护中显得尤为重要,应严禁为保证发电量而屏蔽部分传感器信号。实时监控的前提是风机控制策略的正确性,风机控制策略中涉及风电齿轮箱的监控数据通常包括压力、温度、转速、功率、油位,这些信号的控制设置值必须参照原制造商的要求值进行设置,否则会产生各种报警影响齿轮箱的运行。例如:轴承报警温度值设置偏低,导致风机满功率运行时经常停机;低温型风机风扇的启动温度设置偏低,导致润滑油不能通过冷却器达不到冷却效果而发生齿轮箱高温报警等。需要重点关注的是低温型风机的低温启动控制策略,低温启动必须按照低温启动的必要条件启动,过早的启动润滑系统会导致电机的烧毁、电机联轴器的碎裂,过早的并网发电会导致齿轮箱在不良的润滑中运行加速齿轮和轴承的失效。控制策略中应该避免长时间的锁死风机,长时间的锁死风机会导致齿轮箱的接触齿面长期缺油状态下磨损,出现停车纹(standing still mark),使齿轮箱出现异常的振动噪音甚至最终导致断齿。长期锁死风机的原因是多种多样的,而齿轮箱作为连接风力发电机组输入和输出端的重要传动设备和承载部件,机舱内任何一个零部件损坏导致的长时间停机都可能造成停车纹的产生,严重影响齿轮箱的正常运行。另外,控制策略应避免高转速下直接通过高速级刹车系统制动,通过高速级刹车系统制动会对齿轮箱造成极大的冲击载荷,极大缩短齿轮箱的使用寿命,严重的甚至会产生齿轮过载折断、轴承挡边断裂等失效模式。增加振动监控能显著的提高对风电齿轮箱监控的效果,风机中增加振动监控系统在风电行业的发展中是一个必然的趋势 。
风电齿轮箱定期的检查应包含风电齿轮箱是否漏油、油位是否正常、目视检查齿面是否正常、振动水平、噪音水平等,除了风电齿轮箱本体以外,检查还应该包含整个传动链与齿轮箱相关联的部件,包括主轴轴承、弹性支撑、高速轴联轴器等,这些检查经常是被忽视的,但是这些相关部件的失效会给齿轮箱带来非常恶劣的影响。例如:三点支撑结构的风机,弹性支撑体的失效或塑形变形会引起齿轮箱的偏心而最终导致齿轮轴承的偏载失效;主轴轴承的失效或轴向定位松动使得齿轮箱承受轴向载荷而加速行星架轴承的失效;电机联轴器的屏蔽不好会导致齿轮箱齿轮及轴承的过电流腐蚀等。
及时的更换是指对易损易耗件的更换,主要包括滤芯、空气过滤器、润滑油、温控阀以及橡胶件。这些易损易耗件的更换不及时,都可能产生系统性的问题而影响齿轮箱的寿命。例如:滤芯的更换不及时会导致齿轮箱油品清洁度达不到要求,影响齿轮及轴承的润滑效果,导致压痕、划伤、点蚀发展至断齿,而且会缩短温控阀的使用寿命,导致温控阀频繁失效。这其中润滑油及时更换的重要性时常不被风机拥有者理解,油品的清洁度、氧化、水含量、抗泡性、酸值等特性达不到要求会影响齿轮和轴承的润滑,导致齿轮和轴承出现早期磨损、微点蚀、点蚀、剥落甚至断齿。因不舍这些预期的更换维护费用而导致风机出现更严重的失效,损失数倍甚至数十倍的维修费用、发电量损失显然是不明智的。
专业的评估是指齿轮箱出现各种报警或异常时对齿轮箱状态的评估、故障排查、处理方案的确定以及后续运行建议,这需要较高的专业技能,可以委托原制造商或者其他有资质的第三方完成。
结论
在风电齿轮箱维保的预防性管理的基础上,规范的应用及维护风电齿轮箱,才能保证风电齿轮箱的高可靠性,保证风电场的发电效率,创造更高的经济效益。
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