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风电机组故障诊断与传动系统的维修及设计

2012-07-17 15:50
潇纵
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  提 要:故障诊断不仅是提高风力发电机的安全指数和经济效益的重要技术途径,它还能为风电设备的先进维修、设计提供认识论的支持。本文从故障机理诊断理论和应用实例的角度,论述了故障诊断支持风电技术创新的可行性,期望有助于我国风电发展战略的健康推进。

  1. 风电装备的可靠性、安全与效益

  我国风力发电战略进展迅猛,但在初级阶段面临故障多发。某调查报告披露:某7个风场数百台风机的年平均发电时间相对规定时间差约20%,由此带来的发电经济损失达到1.7亿元,而原因则是故障停机。如果计入维修投入,经济损失将成倍增加。

  风电产业期待从粗放经营向集约经营转变,不仅需要提高装机容量,更需实现高产高效。而风机故障多发却成了实现这一目标的拦路虎,甚至有某风场数十台风机安装数年来因故障而从未发电的报告。更多的情况是:风机可靠性较低,而又缺乏故障预警功能,以致较小的故障未能发现、维修而发展成重大的安全和设备事故,不仅造成停机损失,而且维修费用急剧上升,甚至可能超过其产出费用。因此,国外已经出现了某风机制造商因保修其故障多发的产品导致企业入不敷出而破产的报道。风电产业必需走出此类歧途。

  2. 故障诊断对于维修进步的基本价值

  故障诊断技术和产品进入风电安全监测领域,为跳出上述歧途提供了技术条件。

  故障诊断的基本宗旨是及时发现故障,提请视情维修。它虽然不能防止发生故障,但能防患于未然。好比以经常性的体检及时发现病情并指导及时治疗,就能防止小疾发展为大病,就能以较小的代价恢复健康,使病员能赢得健康和更长的寿命,为社会做出更大的贡献。

  在缺乏诊断技术的条件下,设备的保养、维修几乎难有重要作为,往往是等到设备停转再用新的替换旧的。一位权威人士不无感叹地说:比如齿轮箱的地脚松动如能及时检测发现,只需重新调心和紧固螺栓就能确保长期安全运行,何苦导致全面破坏、停机、赔偿、更换!运营部门也感到苦不堪言:如果预知故障所在,就可以早订备件、及时维修,何苦匆忙采购、长期等待,坐失发电的黄金季节!

  制造商和用户的苦衷,完全可以用故障诊断技术解脱。JK07460风电机组在线故障诊断系统投入使用以来,产生了满意的效果。首台诊断装置在ANBONUS600kW风机上安装,立即发现其电机前端轴承滚子故障。趁着风机维修换下该轴承,防止了风机因该故障而出现事故和计划外停机,而该轴承通过更换故障滚子又可再次服役。代价甚微却取得了两全其美的效果。如图1、2。

  图1:故障诊断发现电机前轴承滚子圆周故障

  图2:分解检查,发现滚子裂痕

  图3:诊断发现轴承正常,但有电刷故障

  图4:停机检查发现电刷、滑环故障

  故障机理诊断技术的发展,使得它可以从原来的出发点——探寻故障信息规

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