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风力发电机组齿轮箱轴承保养维护

  b.某型600kw风电机组采用单侧偏航速器驱动,对侧采用减速机构阻尼。其中一台投运约三年半后输出轴断裂,解体发现行星减速机构部分位置有轻微疲劳裂纹。该机组输出轴断裂前控制器的偏航刹车释放指令输出继电器触点接触不良,造成偏航减速器在刹车未释放状态下强行偏航,因故障点较为隐秘,且故障现象不连续,未能及时处理解决。故障状态时断时续,持续了约有二十天左右后解决,约三个月后出现了输出轴断裂故障。经分析认为:偏航减速器在刹车未释放状态下强行偏航,是导致输出轴断裂的主要原因,但从解体结果来看,该型风电机组的偏航减速器存在着设计余量偏小隐患,有可能进一步疲劳损坏。

  时隔一年半后,同型风电机组的偏航减速器在运行期间出现异常噪音,输出轴存在明显的间隙,解体发现,减速器内齿轮传动机构损坏严重,行星轮齿面断裂,行星架内花键损伤。经初步分析认为:减速器内部齿轮因疲劳出现断裂,影响了其余齿轮的啮合状态,进一步损坏了整个齿轮传动机构。该机组从最后一次登机工作到故障发生间隔不到一个月,运行人员登机工作时未发现偏航系统有异常噪音,且检查油位正常,其间也未发生过偏航电机过载故障,这就提醒运行人员对偏航减速器的日常检查要更加认真细致,力争做到防患于未然。

  综合两种型号偏航减速器的运行情况可以看到,单侧偏航减速器驱动的风电机组,偏航减速器的损坏概率较双侧偏航减速器驱动的风电机组偏高。在日常巡视检查及维护保养时运行人员应当注意观察偏航减速器的运行状态,按时检查油位,定期检测偏航刹车残压,测试偏航刹车释放功能和偏航电机热继电器的功能,对于尼龙阻尼的机组应合理调整接触面间隙,加强接触面的润滑,避免出现偏航减速器长期重载或过载运行。

  另外,在日常维护保养工作中运行维护人员还应当注意偏航减速器小齿轮与偏航齿圈的啮合及润滑情况,及时清理偏航刹车盘上的油污,保证足够的刹车力矩,减少偏航减速器承受的冲击载荷。对于部分新投运的机组还应当在投运之前及时将排气口的密封堵头换为排气帽,避免减速器投运后润滑油发热膨胀而损坏箱体的密封性能。

  4.技术改进

  我场运行维护的某型500kW风电机组在额定功率附近工作时,齿轮箱的工作温度普遍偏高,在过载运行过程中多次发生齿轮油过热故障,电量损失较大,对运行也有不利的影响。

  运行人员在日常的登机工作过程中感觉该型机组出力较高时,机舱内的温度偏高,经过一段时间的测量观察发现机组满发运行状态机舱内的温度与外界环境温度最高可相差25℃左右。经过讨论,运行人员初步提出了两种改进方案:

  1.增加齿轮箱散热器的片数,加快齿轮油热交换速度。

  2.改善机舱通风条件,加速气流的流动,降低齿轮箱运行环境温度。

  经过实际运行状态下的烟雾实验,发现该型机组机舱内的气体循环通路大致为:外界空气由发电机尾部的冷却风扇抽入,气流到达机舱中部刹车罩上方时出现滞留现象,在刹车罩上方形成一个高压区,然后气流向上行走,向机舱后部折返,通过机舱后部通风口排出。在齿轮箱周围的空气并没有形成明显的空气对流。因此,风机在额定功率附近工作时,机舱温度较高。

  针对这一现象,并考虑到改造工作的成本,运行人员采用了第二种方案,在机舱正面加装了两扇20×20cm的通风窗。经作烟雾试验表明,改进后外界空气直接由机舱正面吹入,进入机舱后将齿轮箱附近的热空气推向后方,通过机舱后部的通风口排出,不但直接对齿轮箱箱体进行了冷却,而且加强了机舱内的空气流动,降低了齿轮箱工作的环境温度。(如图所示)

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