摘　要：伴随(suí)着風(fēng)電行(háng)業的飛速發展，一系(xì)列亟待解決(jué)的(de)難題(tí)逐漸(jiàn)顯露(lù)，機械類(lèi)故(gù)障頻(pín)繁出(chū)現，齒(chǐ)輪箱(xiāng)内部(bù)齒輪損壞(huài)導緻(zhì)的(de)齒輪(lún)箱(xiāng)整體下(xià)架維修(xiū)情況逐年(nián)增多，大家(jiā)意識到風(fēng)電(diàn)機組(zǔ)齒(chǐ)輪箱損壞(huài)将是困擾(rǎo)風電(diàn)企業(yè)未來(lái)發展的頑疾，如(rú)何解(jiě)決風(fēng)電機(jī)組齒輪(lún)箱健康(kāng)高效運行問題(tí)，成為(wéi)擺在風電(diàn)企業面(miàn)前(qián)的一(yī)道難(nán)題。

關鍵詞(cí)：在(zài)役齒輪(lún)油；質(zhì)量改(gǎi)善(shàn)；新方法

一、研究風(fēng)電機(jī)組在役齒輪油(yóu)質量改善的目(mù)的(de)與意義

對于(yú)在役風電(diàn)機組(zǔ)齒輪(lún)油質(zhì)量改(gǎi)善課題，國(guó)内外專家、學(xué)者并沒(méi)有形成一(yī)個統(tǒng)一的(de)規範和标準，而是根(gēn)據經(jīng)驗進行(háng)初評判(pàn)，因此，對齒輪油(yóu)在風電機組的(de)實際(jì)使用(yòng)中，油品抗磨(mó)損(sǔn)和散(sàn)熱性能對機組(zǔ)的影響(xiǎng)與本身(shēn)狀态的質(zhì)量控(kòng)制和改善，面臨(lín)着很大的(de)技術挑戰(zhàn)。

通(tōng)過多年(nián)來對(duì)風(fēng)電機組(zǔ)機械(xiè)故障開展(zhǎn)具有針對性的(de)診斷方法研究(jiū)，使其能(néng)夠(gòu)快速(sù)準确地發現傳(chuán)動系統(tǒng)中齒輪(lún)箱和軸承(chéng)等機械部件存(cún)在的(de)故障隐(yǐn)患，并及(jí)時制(zhì)定維修方(fāng)案以(yǐ)便進行針(zhēn)對性維修，減少(shǎo)因傳動系(xì)統機(jī)械部件故障所造成(chéng)的機(jī)組停(tíng)機和經濟損失(shī)，保證(zhèng)整個機組(zǔ)的安(ān)全(quán)穩定運(yùn)行并(bìng)提升風電(diàn)場的經濟(jì)效益，進而提高風電(diàn)行業的(de)競争力，是我(wǒ)們在(zài)風電(diàn)機組機械故障診療上一直探(tàn)索研究的重點(diǎn)。

為了改善和監(jiān)測風機的(de)潤滑(huá)狀态(tài)，對(duì)齒輪油(yóu)各類指标(biāo)進行(háng)檢測，結(jié)合風機(jī)組在(zài)線振動檢測和工業内窺鏡，可以更(gèng)好更(gèng)科學(xué)的(de)指導風(fēng)電機組合(hé)理選(xuǎn)油、合理用油，提(tí)高潤滑油管理水平，提高(gāo)設備(bèi)運行(háng)可靠性，有效降(jiàng)低運(yùn)維成(chéng)本。

二(èr)、風(fēng)電機組(zǔ)在役齒輪油質(zhì)量改(gǎi)善研(yán)究方(fāng)向及實施情況(kuàng)

（一）研究方向

1、研(yán)究齒輪油磨(mó)損指标控(kòng)制策略，改善在役齒輪油品質，提升潤滑效果(guǒ)

在役風(fēng)機齒輪油的(de)金(jīn)屬元素含(hán)量、pq指(zhǐ)數、不(bú)同金屬顆粒磨損類型和(hé)形(xíng)态等指(zhǐ)标在(zài)沒有質(zhì)量(liàng)控(kòng)制(zhì)措施(shī)的情(qíng)況下，油品裂化，失效(xiào)、導緻部件(jiàn)磨損加(jiā)劇。

2、研究齒輪(lún)油性能指标控(kòng)制策(cè)略，做到選(xuǎn)擇性換油，節約成本(běn)

在役(yì)風機齒輪(lún)油的運動(dòng)粘度、總酸值、水(shuǐ)分含(hán)量、熱(rè)氧化(huà)穩定性、抗剪切(qiē)安定性、抗乳化特性(xìng)在沒(méi)有質(zhì)量控制措(cuò)施(shī)的(de)情況(kuàng)下(xià)，會産生(shēng)不同程(chéng)度的失效。

3、研究定向分析齒輪箱磨損部位及磨損狀(zhuàng)态，做到(dào)早發現(xiàn)早治理(lǐ)

風(fēng)電機(jī)組齒輪(lún)的磨損，主要是因為潤(rùn)滑油(yóu)的(de)性能下降，不能為設備提供良好(hǎo)的潤(rùn)滑環(huán)境，在此狀(zhuàng)态下，會加劇齒(chǐ)輪箱的部(bù)件磨(mó)損。

（二(èr)）實施(shī)情況(kuàng)

1、齒輪油性能指(zhǐ)标控制

齒輪油(yóu)性能(néng)會随(suí)着服(fú)役過程中(zhōng)受到的外(wài)來污染物的污(wū)染，氧化、剪切等(děng)因素導緻(zhì)油品性能(néng)下降(jiàng)，性能下(xià)降直接影響(xiǎng)齒輪油抗磨損和(hé)散(sàn)熱能(néng)力，如(rú)何(hé)控(kòng)制齒輪油性(xìng)能指标(biāo)使齒(chǐ)輪油高品(pǐn)質的(de)為齒輪箱(xiāng)運轉服(fú)務是我們研究齒輪油(yóu)性(xìng)能(néng)指(zhǐ)标控制(zhì)策略(luè)的(de)意義(yì)所(suǒ)在。

通(tōng)過油(yóu)品檢(jiǎn)測可(kě)以(yǐ)監(jiān)督油(yóu)品性(xìng)能各(gè)項指(zhǐ)标，當齒輪油性(xìng)能指(zhǐ)标下降到(dào)限值(zhí)或出(chū)現斷(duàn)崖式下降(jiàng)時應(yīng)及時進行換油，保證齒輪箱正(zhèng)常運轉。

2、齒輪(lún)油(yóu)磨損指(zhǐ)标(biāo)控制(zhì)

齒輪箱(xiāng)在(zài)運轉(zhuǎn)過程中(zhōng)勢(shì)必會(huì)産生磨損，但如(rú)何控制齒輪在(zài)正常的磨損範圍内，并(bìng)控制磨(mó)損脫落(luò)物對齒(chǐ)輪運轉影響z小(xiǎo)是我(wǒ)們研究齒(chǐ)輪油磨(mó)損指标(biāo)的意義。齒輪油(yóu)磨損(sǔn)指标(biāo)超過(guò)标準(zhǔn)值我(wǒ)們要(yào)采取以下(xià)幾(jǐ)項措施：

（1）采用精密(mì)過濾裝(zhuāng)置對油(yóu)品進行過濾，保(bǎo)證(zhèng)油品(pǐn)中(zhōng)磨損(sǔn)指标(biāo)在正(zhèng)常(cháng)範(fàn)圍，減小磨(mó)損脫落物(wù)對齒輪箱的影響。

（2）對磨損顆粒物進行鐵(tiě)譜分析(xī)，确定是(shì)否是正常磨損所積(jī)累(lèi)。

（3）确(què)定磨損部(bù)件，查(chá)看磨(mó)損程度，根(gēn)據實際情況進行提(tí)前治療。

3、定向分(fèn)析齒輪(lún)箱磨損(sǔn)部位及磨(mó)損狀(zhuàng)态

（1）我(wǒ)們(men)通過油(yóu)品分析潤滑油(yóu)中金屬(shǔ)和(hé)非金(jīn)屬元(yuán)素的(de)含量(liàng)，可以初步确定(dìng)故障部(bù)件。以南高齒齒輪箱為例，其主要(yào)部件(jiàn)添加劑(jì)如下：

在(zài)不考慮潤(rùn)滑油(yóu)中元(yuán)素含量的(de)情況下：

si ：如(rú)果油(yóu)品中含有(yǒu)此元素，說明小齒輪處于(yú)磨損狀态(tài)

mn：如果油品中含(hán)有此(cǐ)元素，說(shuō)明行星輪處于磨損狀态

cu：如果油(yóu)品中(zhōng)含(hán)有(yǒu)此元(yuán)素，說明保持架(jià)處于磨損(sǔn)狀(zhuàng)态(tài)

（2）通過在線(xiàn)振動(dòng)監測系(xì)統确定(dìng)磨損(sǔn)部件。由于(yú)旋(xuán)轉(zhuǎn)機(jī)械(xiè)在工作過程中會産生振(zhèn)動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機械(xiè)出(chū)現故障(zhàng)時振動的幅度、頻率(lǜ)、方向等信(xìn)息會發(fā)生改變。因此(cǐ)可以利用振動信(xìn)息的改(gǎi)變來(lái)監測(cè)機械(xiè)運(yùn)行的情(qíng)況，通(tōng)過測震系統(tǒng)對(duì)信号(hào)采(cǎi)集、存儲(chǔ)并通(tōng)過網絡傳(chuán)送到(dào)用戶終端(duān)，z終由客戶終端(duān)專用分析(xī)軟件進行(háng)分析(xī)。根據(jù)用戶設(shè)定的報(bào)警門(mén)限值得出(chū)機械振動是否(fǒu)超标、是否出(chū)現(xiàn)損壞(huài)，更(gèng)進(jìn)一步得到(dào)已壞(huài)的位置等用(yòng)戶所需(xū)要的結(jié)果。

風電(diàn)場振動監(jiān)測系(xì)統示意(yì)圖

數據(jù)處理分析

振動監測能精确的(de)診斷設備(bèi)的故(gù)障點(diǎn)，但(dàn)對(duì)超早(zǎo)期和早期故障(zhàng)信号(hào)的(de)提取和捕捉(zhuō)并不敏感。在油品分析的(de)基礎上，利(lì)用(yòng)油品分析中的故(gù)障預(yù)警數(shù)據，将(jiāng)其與(yǔ)振動監測融合起來，能夠(gòu)有效(xiào)的(de)提高(gāo)故(gù)障診斷(duàn)的準确性并(bìng)能進行精(jīng)确的定位診斷。

（3）工業内窺鏡檢(jiǎn)測

内窺鏡(jìng)，是一(yī)種多學科通用(yòng)的工具，其(qí)功能是能對彎曲管(guǎn)道或設備内部進行探查，能觀(guān)察不能直視到的部(bù)位，能在密(mì)封空腔内觀察内部空間(jiān)結構(gòu)與狀态，能實現(xiàn)遠距離觀(guān)察與(yǔ)操作。将其融合(hé)在油品檢測和振(zhèn)動監測(cè)診斷(duàn)的技術(shù)中，對(duì)我(wǒ)們進行故(gù)障診斷和實際(jì)驗證(zhèng)起到(dào)了(le)良好的指(zhǐ)導作用，為我(wǒ)們建立故(gù)障診斷輔助系統和(hé)專家診(zhěn)斷系統(tǒng)提供(gòng)精(jīng)确的故(gù)障類(lèi)型依據。

（1）内(nèi)窺鏡檢(jiǎn)查中

（2）内(nèi)窺鏡拍下(xià)齒輪(lún)斷齒(chǐ)

（3）内窺鏡拍(pāi)下齒(chǐ)輪齒面剝(bāo)落

（4）内窺鏡拍下(xià)軸鏽蝕(shí)

三(sān)、風電機組在役齒輪油質(zhì)量改善研(yán)究的(de)實際作用

通(tōng)過風電機組(zǔ)在役齒輪油質(zhì)量改(gǎi)善的(de)研究，我們(men)可(kě)以對性(xìng)能指(zhǐ)标(biāo)超标的(de)油品(pǐn)提前更換(huàn)，做到有選擇性(xìng)更換，避(bì)免(miǎn)過度(dù)維護及(jí)維護不(bú)及時(shí)，節約成本(běn)；可以對油(yóu)品磨損指(zhǐ)标(biāo)超标的進行(háng)在線精濾(lǜ)，查找磨(mó)損(sǔn)原因(yīn)，确定磨(mó)損(sǔn)部位(wèi)，做進一步(bù)改善(shàn)；通過質(zhì)量控制(zhì)，齒輪的磨(mó)損、點(diǎn)蝕、剝(bāo)落(luò)得到了(le)有效控制，故障(zhàng)率大大降低；油(yóu)品性(xìng)能管理使齒輪(lún)箱長(zhǎng)期維(wéi)持在良(liáng)好運行(háng)環境(jìng)中，形(xíng)成健(jiàn)康良性循環，并(bìng)且形成(chéng)了以檢測數據為依據(jù)的科學(xué)換油周(zhōu)期。

通過對風電(diàn)機組在役齒輪(lún)油質量改善的(de)研究(jiū)，我們(men)逐漸摸索(suǒ)出(chū)了一條(tiáo)“以油(yóu)品監(jiān)測主線(xiàn)，融合在線振(zhèn)動監(jiān)測和工業(yè)内窺(kuī)鏡檢測為(wéi)一體的全新保證齒(chǐ)輪箱(xiāng)正常(cháng)運行的運(yùn)維模(mó)式”。

企(qǐ)業需根(gēn)據(jù)實際情(qíng)況，對潤(rùn)滑油品要(yào)進行(háng)定期和非(fēi)定期的檢(jiǎn)測，做到對(duì)設備(bèi)和(hé)潤滑油(yóu)品的有效監測(cè)。通過對在役齒輪油(yóu)質量(liàng)改善(shàn)的研究，突顯了(le)檢測(cè)和故障診(zhěn)斷的時效(xiào)性，大(dà)大降低(dī)了風電(diàn)機組的非計劃停運(yùn)時間，為風(fēng)電機組的故障(zhàng)預警(jǐng)和(hé)精确診(zhěn)斷提供(gòng)了強有(yǒu)力的(de)保障。

四、結(jié)束語

通過(guò)對風(fēng)電機組(zǔ)在(zài)役齒輪油質量(liàng)改善(shàn)的研究(jiū)，我(wǒ)們雖然在(zài)狀(zhuàng)态(tài)監測和狀(zhuàng)态(tài)維修這(zhè)領域内取得了(le)一些(xiē)成效，但是(shì)，科學技術(shù)發展(zhǎn)，日新月異(yì)，機組(zǔ)設(shè)備不斷(duàn)更新(xīn)，對風(fēng)電場(chǎng)運維(wéi)提出了(le)更高更新的(de)要(yào)求，這是(shì)風電(diàn)企業所面(miàn)臨(lín)的一(yī)個挑戰(zhàn)。随着大數(shù)據技術在風電場運維管理中的有(yǒu)效運用，同時也(yě)給風電企(qǐ)業帶(dài)來了(le)一些契機(jī)，未來風電場的(de)管理模式将更(gèng)趨向于可靠數字化、網絡化和(hé)智能化，逐漸形成一個專(zhuān)家共(gòng)享、知識共(gòng)享、協作診斷(duàn)的中心(xīn)，融(róng)入多項高精(jīng)尖科技技術(shù)，引(yǐn)進先進的(de)管理(lǐ)理念(niàn)，并采(cǎi)用現(xiàn)代化的管(guǎn)理方式。所(suǒ)以，積極探(tàn)索新的運維模(mó)式，積極加(jiā)強技(jì)術創新，堅持與(yǔ)時俱(jù)進(jìn)，充分發(fā)揮科技、信(xìn)息、網(wǎng)絡在(zài)風電運維(wéi)管理工作(zuò)中的(de)應用價值，為企(qǐ)業潛能的(de)發揮提供(gòng)可靠的保(bǎo)障，推進風(fēng)電(diàn)事(shì)業的穩定(dìng)發展(zhǎn)，我們将不斷的探索、研究、實踐(jiàn)，以便(biàn)為企業的(de)長足(zú)和持續發(fā)展，提供(gòng)更(gèng)多的(de)支持(chí)來(lái)解決實(shí)際問題！

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來源(yuán)：《風能産業(yè)》2020年第(dì)8期

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