风力发电机组齿轮箱润滑的四个误区
风电设备润滑管理中的常见问题及对策研究
风电设备润滑管理中的常见问题及对策研究发布时间：2022-10-25T02:20:17.648Z 来源：《科技新时代》2022年10期作者：吴宇辉[导读] 做好整个润滑环节的严格监督，使各项润滑工作能够具备较强规范性，解决在设备润滑时存在的各项问题，满足风电稳定生产的要求。
大唐（通辽）霍林河新能源有限公司科左后旗分公司摘要：在风电系统生产的过程中离不开设备的支持，但是在设备使用过程中会由于内外因素影响而导致故障问题频发，因此在实际工作中技术人员需要按照实际使用要求选择正确的设备润滑管理模式，真正的降低故障问题的发生概率，按照润滑管理要求明确工作职责，有序地实施风电设备润滑管理模式，选择正确的技术方案。
通过经验和技术总结构建更加成熟的设备润滑管理模式，及时的应对在设备运行中所产生的各项问题，以此来提高风电设备润滑管理的效果。
关键词：风电设备；润滑管理；运用要点在进行风电设备润滑管理模式实施的过程中，工作人员需要按照实际情况明确主要的工作重点，并且落实因地制宜的工作原则，有序的确定好对应的润滑方案，做好整个润滑环节的严格监督，使各项润滑工作能够具备较强规范性，解决在设备润滑时存在的各项问题，满足风电稳定生产的要求。
一、掌握风电设备润滑管理的原则在风电设备润滑管理的过程中，需要各个工作人员掌握主要的工作技巧和工作原则，这样一来才可以约束好不同的润滑行为，为设备的正常运转提供重要的保障。
但是在当前风电设备润滑管理工作中存在着管理原则不清晰的问题，这主要是由于在润滑管理中管理部门并没有制定统一的工作规范，也没有下发对应的工作任务，在前期规划环节存在原则渗透缺失的问题。
在这一背景下一部分工作人员在润滑管理时，出现了润滑方向模糊的问题，并没有科学地选择对应的润滑管理模式，导致风电设备润滑管理效果在逐渐地降低。
在实际工作中由于润滑管理所包含内容较为复杂，为了提高整体工作的科学性以及针对性，需要落实科学化的工作原则，以此来引领各项工作的顺利实施。
风力发电机组齿轮箱润滑的四个误区
风力发电机组齿轮箱润滑的四个误区经常跑风场搞维护的朋友都会发现一种状况，全国众多风场的新装国产双馈型风力发电机的运行稳定性并不高，频繁出现故障停机，售后检修及维护成本很高。
这其中作为极易造成风力发电机组机械故障的润滑误区，我们不得不重视起来。
根据2014年美国齿轮制造协会AGMA的统计数据显示，全球工业设备的故障发生率中大约75%是基于润滑不良或错误的润滑方式导致的。
如下图所示，主流齿轮箱型风力发电机组的结构中，最主要的需要润滑的机械部件如下：主齿轮箱(增速箱);回转主轴轴承;变桨轴承及驱动减速箱;偏航回转支承及驱动减速箱;联轴器及刹车部分;发电机;循环液压系统;这其中，主齿轮箱的初装用油量最大，不同机型齿轮油一次性初装量从200公升到800公升不等，是润滑的重中之重，也是最易产生润滑故障的主要部件。
这其中有如下四个误区需要我们加以纠偏：一、被动油欲式润滑足够满足风机主齿轮箱润滑要求传统被动油浴式润滑只能满足风机内部各个结构较为简单的驱动减速齿轮箱的润滑要求，但是已经无法满足结构更为复杂，精密度更高的风机主增速齿轮箱的润滑要求。
所以需要逐步使用主动飞溅式润滑替代传统被动油浴式润滑。
因为主动飞溅式润滑可以有效提高同型号齿轮箱油的渗透性以及传动散热效果，润滑效果更佳，也更容易冲刷掉各组齿轮啮合面上的摩擦机械杂质以及长期运转后产生的一些含有腐蚀性的粘质胶状残留物。
但是这种润滑方式需要配合效率更高的油路循环系统以及更高精度的密封，否则极易造成齿轮油泄漏污染。
二、齿轮油加满为好，忽视油液位标尺为风机主齿轮箱加注齿轮油时如果加注过满，除了容易导致大家所熟知的油体渗漏污染以及过度润滑造成的齿轮箱过热，更重要的是会造成高温工况下，油雾散发，造成空间有限的风机机舱内部的油雾污染。
另外，当机舱内温度降低后，油雾会大量沉降在机舱内的各个机械及电气部件上，再遇高温时，极易造成电气短路甚至燃烧事故。
三、关注齿轮油粘温指数，忽略清洁度指标由于大部分风场的温差较大，加之风机长年工作在高空，所以很多风机厂家很重视风机齿轮油的粘温指数，以期油体在高、低温工况下可以保持比较好的理化稳定性，粘度以及低温流动性，从而达到设计润滑要求。
风力发电机齿轮箱常见故障及预防措施
胶合是相啮合齿面在啮合处的边界膜受到破坏，导致接触齿面金属融焊而撕落齿面上的金属的现象，很可能是由于润滑条件不好或有干涉引起，适当改善润滑条件和及时排除干涉起因,调整传动件的参数，清除局部载荷集中，可减轻或消除胶合现象。
二、轴承损坏轴承是齿轮箱中最为重要的零件，其失效常常会引起齿轮箱灾难性的破坏。
轴承在运转过程中，套圈与滚动体表面之间经受交变负荷的反复作用，由于安装、润滑、维护等方面的原因，而产生点蚀、裂纹、表面剥落等缺陷，使轴承失效，从而使齿轮副和箱体产生损坏。
据统计，在影响轴承失效的众多因素中，属于安装方面的原因占16%，属于污染方面的原因也占16%，而属于润滑和疲劳方面的原因各占34%。
使用中70%以上的轴承达不到预定寿命。
因而，重视轴承的设计选型，充分保证润滑条件，按照规范进行安装调试，加强对轴承运转的监控是非常必要的。
通常在齿轮箱上设置了轴承温控报警点，对轴承异常高温现象进行监控，同一箱体上不同轴承之间的温差一般也不超过15゜C，要随时随地检查润滑油的变化，发现异常立即停机处理。
三、断轴断轴也是齿轮箱常见的重大故障之一。
究其原因是轴在制造中没有消除应力集中因素，在过载或交变应力的作用下，超出了材料的疲劳极限所致。
因而对轴上易产生的应力集中因素要给予高度重视，特别是在不同轴径过渡区要有圆滑的圆弧连接，此处的光洁度要求较高，也不允许有切削刀具刃尖的痕迹。
设计时，轴的强度应足够，轴上的键槽、花键等结构也不能过分降低轴的强度。
保证相关零件的刚度，防止轴的变形，也是提高轴的可靠性的相应措施。
四、油温高齿轮箱油温最高不应超过80゜C，不同轴承间的温差不得超过15゜C。
一般的齿轮箱都设置有冷却器和加热器，当油温底于10゜C时，加热器会自动对油池进行加热；当油温高于65゜C时，油路会自动进入冷却器管路，经冷却降温后再进入润滑油路。
如齿轮箱出现异常高温现象，则要仔细观察，判断发生故障的原因。
首先要检查润滑油供应是否充分，特别是在各主要润滑点处，必须要有足够的油液润滑和冷却。
高原型风力发电用齿轮箱的润滑与密封技术改进
高原型风力发电用齿轮箱的润滑与密封技术改进摘要：高原地区的气候条件对风力发电的运行稳定性和效率带来了一定的挑战。
其中，齿轮箱作为风力发电机组的核心部件之一，其润滑与密封技术对于整个系统的可靠性和性能起着至关重要的作用。
本文将重点介绍高原型风力发电用齿轮箱的润滑与密封技术的现状和问题，并提出相应的改进方案。
1. 引言风力发电作为清洁能源的代表之一，在解决能源短缺和减少环境污染方面发挥着重要的作用。
然而，高原地区的气候条件与平原地区存在较大差异，如低氧、低温等特殊环境会对风力发电机组的运行造成一定的影响，尤其是对齿轮箱的润滑与密封技术提出了更高的要求。
2. 高原型风力发电用齿轮箱的润滑技术问题2.1 低温环境下的润滑问题高原地区常年气温较低，特别是冬季温度更为严寒。
在低温环境下，常规润滑油的粘度会显著增大，润滑膜的形成能力下降，从而增加了齿轮与轴承的摩擦与磨损，降低了齿轮箱的传动效率，甚至可能造成齿轮破裂。
因此，需要针对高原地区的低温环境研究开发适用的低温润滑油，以保证齿轮箱在严寒条件下的正常运行。
2.2 低氧环境下的润滑问题相比于平原地区，高原地区的氧气含量较低，氧气对于齿轮箱润滑油中的氧化稳定性起着重要的作用。
低氧环境下，润滑油易于氧化，生成酸性物质，导致润滑性能的下降，加速齿轮和轴承的磨损。
因此，需要提高润滑油的氧化稳定性，以保证高原型风力发电用齿轮箱在低氧环境下的长期稳定运行。
3. 高原型风力发电用齿轮箱的密封技术问题3.1 温度变化对密封性能的影响高原地区昼夜温差大，日温变化剧烈。
这种温度变化会导致齿轮箱内部温度的快速变化，进而影响密封件的尺寸稳定性和密封性能。
没有良好的密封技术，高原型风力发电用齿轮箱内部很容易受到外界湿气和灰尘的污染，加速润滑油的老化，增加齿轮和轴承的磨损。
因此，需要研究设计可靠的温度变化适应性密封技术，以保证齿轮箱内部的干净与密封。
3.2 高原大风条件下的密封问题高原地区存在强风天气的频繁发生。
风电机组齿轮箱润滑油过热原因及对策
摘要：齿轮箱是风电机最重要且价值最高的部件之一，其运行稳定性对于风电机的可靠运行至关重要，齿轮箱润滑和冷却系统性能对齿轮箱的使用寿命以及工作效率非常重要的。
良好的润滑和冷却系统不仅可以对齿轮箱内部的齿轮、轴承起保护作用，还能吸收冲击和振动，减少摩擦，防止齿轮点蚀和胶合。
齿轮箱润滑油温度的高低对润滑油的化学性能指标影响较大，不仅可以检验风电机组运行负荷大小，也是衡量齿轮箱运行状态的重要参数。
风电机组齿轮箱润滑油过热的问题不但影响机组出力，还会降低润滑油使用寿命，甚至导致齿轮箱发生严重损伤。
针对此问题，经过分析和研究，提出对散热系统、温控阀及空气滤清器的改造方案，应用效果明显，可操作性强。
关键词：齿轮箱；油冷系统；控制阀组；油温高；散热片一、引言目前，变速变桨双馈式风电机组普遍存在齿轮箱油温高问题，尤其是市场上已装的8000余台华锐SL1500机组问题比较突出。
华锐SL1500风电机组齿轮箱由两级行星、一级平行轴传动以及辅助装置组成。
齿轮箱内部及齿轮啮合采用飞溅和压力两种方式进行润滑。
随着运行年限增加，很多机组陆续出现齿轮箱油温高的现象，经过多次的清洗和维修，仍然不能彻底解决的油温高机组自动限功率的问题。
同时在油液持续高温的情况下，会缩短润滑油使用寿命，油品润滑特性变差，齿面磨损和轴承磨损加剧，导致齿轮箱传动效率下降，寿命也极大缩短。
本文以华锐SL1500机组为例，依据其使用的大重齿轮箱及其油冷散热系统的设计参数和实际应用情况，针对齿轮箱油温高问题进行了分析，包括油冷系统原理以及存在的问题，提出了散热器、控制阀组改造方案，通过现场实验验证了所提方案的有效性，为其他类似双馈式风电机油温高问题提供借鉴。
二、油冷系统构成及原理华锐SL1500风电机组齿轮箱润滑冷却系统主要包括：电机、油泵及附件、过滤器及滤芯、温控阀、冷却电机、散热器、冷却风扇、阀体、各类传感器等如图1所示。
1-电机；2-油泵及附件；3-过滤器及滤芯；4-温控阀；5-冷却电机；6-散热器；7-冷却风扇；8-阀体图1：华锐SL1500风电机组齿轮箱润滑冷却系统（一）电机用于油冷系统中油液的循环，是整个系统的动力源，保持齿轮箱的温度处于正常范围内。
风力发电机齿轮箱常见故障及预防措施
风力发电机齿轮箱常见故障及预防措施风力发电机齿轮箱是风力发电机的核心部件之一、在运行过程中，由于受到风能变化、运行负载和磨损等因素的影响，齿轮箱会出现一些常见的故障。
为了保障风力发电机的正常运行，必须及时识别和处理这些故障，并采取相应的预防措施。
常见的风力发电机齿轮箱故障主要包括齿轮磨损、齿轮断裂和轴承故障等。
下面将就这些故障进行详细介绍，并提出相应的预防措施。
1.齿轮磨损：齿轮磨损是由于齿轮啮合过程中的冲击、疲劳和磨擦等原因引起的。
如果齿轮磨损过多，将会导致齿轮箱的运行不稳定和效率下降。
为了预防齿轮磨损，必须注意以下几点：-优化齿轮设计，提高齿轮的承载能力和寿命。
-定期检查齿轮啮合情况，发现问题及时进行维修或更换。
-加强润滑，保持齿轮箱的润滑油清洁，并根据实际情况定期更换润滑油。
-控制齿轮箱的运行温度，过高的温度将加速齿轮磨损。
2.齿轮断裂：齿轮断裂是由于齿轮受到过大的冲击或疲劳载荷导致的。
齿轮断裂会导致齿轮箱损坏，甚至造成风力发电机的停机。
为了预防齿轮断裂，必须注意以下几点：-优化齿轮设计，提高齿轮的承载能力和疲劳寿命。
-加强齿轮的制造质量检验，确保齿轮的材料和工艺符合要求。
-加强齿轮箱的运行监测，及时发现齿轮断裂的预警信号。
3.轴承故障：轴承故障是由于轴承受到过大的力、振动和摩擦等因素引起的。
如果轴承出现故障，将会导致齿轮箱的运行不稳定和寿命降低。
为了预防轴承故障，必须注意以下几点：-选择优质的轴承，提高其承载能力和寿命。
-加强轴承的润滑，保持润滑油清洁并定期更换。
-加强轴承的运行监测，及时发现轴承故障的预警信号。
除了以上常见的故障，风力发电机齿轮箱还可能出现其他问题，如油封泄漏、齿轮间隙无法调整等。
为了预防这些问题，必须加强对齿轮箱的维护和监测，定期进行检查和维修，及时处理问题。
总之，风力发电机齿轮箱的常见故障主要包括齿轮磨损、齿轮断裂和轴承故障等。
为了预防这些故障，必须采取相应的预防措施，包括优化齿轮设计、加强润滑、加强轴承的检测和维护等。
风力发电机组齿轮箱润滑冷却系统分析与改进
风力发电机组齿轮箱润滑冷却系统分析与改进发布时间：2021-07-23T03:45:08.439Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第7期作者：谭富德[导读] 风力涡轮机传动系统受制于高负荷和严重的非稳态运行条件，如制动事件，栅格啮合，扭矩反转，不对中，风阵风，栅格故障。
甘肃龙源风力发电有限公司甘肃酒泉 735211摘要：最近关于风力涡轮机子系统可靠性的数据证明，绝大多数风力涡轮机的齿轮箱未能达到其预期的设计寿命。
与风力涡轮机齿轮箱有关的性能和随之而来的可靠性问题已引起人们对直接驱动风力涡轮机的兴趣。
直接驱动系统通过取消变速箱来减少润滑接触点的数量，因为它们具有更大的发电机体积和更大的线圈数量，而且尚未被证明是可靠和有效的。
虽然直接驱动系统可能由于过早的变速箱故障而在传动系统修理上节省大量费用，但直接驱动风力涡轮机相对于相应的齿轮式风力涡轮机的直接效益仍然不是决定性的。
本文对风力发电机组齿轮箱润滑冷却系统进行了深入的分析和研究。
关键词：风电机组；齿轮箱润滑；冷却系统分析一.风力涡轮机润滑冷却系统概述风力涡轮机传动系统受制于高负荷和严重的非稳态运行条件，如制动事件，栅格啮合，扭矩反转，不对中，风阵风，栅格故障。
这种情况可能导致润滑油膜破裂，从而增加总摩擦损失，并导致滚动轴承和齿轮失效。
此外，风力涡轮机的怠速条件通常导致低运行负荷，可能导致打滑和滑动损坏。
6此外，由于低速轴(主轴承和变速箱之间的转子轴)通过高速轴(变速箱输出轴位于变速箱和发电机之间)的速度要求，变速箱所经历的结果状况可以从边界润滑到混合润滑。
在轧制速度较低、载荷较大的低速轴上，由于接触处的有效油膜厚度太小，无法承受外加载荷，从而产生边界润滑。
因此，总载荷主要由接触凸起支承。
同时，在轧制速度较高的高速轴上，接触处的薄膜厚度可能与粗糙度高度的数量级相同。
在这种情况下，流体膜和局部粗糙相互作用共存，因此，作用在相互作用表面上的载荷部分由流体膜和接触处的直接粗糙相互作用承担。
风电设备齿轮润滑污染问题，您掌握了吗？
风电设备齿轮润滑污染问题，您掌握了吗？风电设备的齿轮箱是风电机组的核心部件,其基本功能就是将风力推动叶片所产生的低转速高扭矩功率,转化为发电机所需的高转速低扭矩功率。
因此齿轮箱的可靠性往往直接影响了风电机组的发电效率和使用寿命。
过多的齿轮箱失效将大大降低发电效率,同时增加整体的维护成本。
然而,风电机组主齿轮箱的损坏往往并不是开始于齿轮或者是由于齿面加工缺陷。
美国国家可再生能源实验室一项研究表明,风电机组主齿轮箱的失效大部分都始于轴承,而且随着风电机组功率的不断增大,这个情况越来越明显。
轴承寿命的影响因素众多,除了设计、材料、加工等方面外,齿轮油品的杂质控制也是一个非常关键的因素。
因此,控制齿轮油的清洁度对于保证齿轮箱的正常运行,延长设备使用寿命,提高发电效率都有着及其重要的意义。
齿轮箱是风力发电机的主要润滑部位，齿轮箱用于增加叶轮转速。
固体颗粒和氧化产物等污染物，对油以及设备本身，都有较大的危害，会大大增加齿轮和轴承疲劳、磨损失效的风险。
一旦齿轮箱需要维修或更换部件，其检修和配件的费用不菲，再加上动用大型设备，以及不可估计的停机时间造成的发电量损失，维修成本也是相当惊人。
关于微小颗粒物污染一般的，在风机齿轮箱的在线润滑系统上，附带了一套在线过滤器。
事实上，这些在线过滤器虽然很好的保护了润滑系统，并起到了清洁油系统的作用，但根据多年来风场业主的经验和取样检测，其本身并不能完全满足风机齿轮箱对润滑油清洁度的要求以及相关的标准。
大量的微小颗粒物无法得到有效的清除，这对要求严苛的风机齿轮箱是一个潜在的威胁。
而近年来，根据一些风场风力发电机齿轮箱的油样报告，运行了2年左右的时间，油系统的污染比较严重，需要及时换油。
而事实上，如果污染控制得当，一般可以在更长时间后换油。
如果不换油，实际上会对齿轮箱造成损伤。
关于水污染由于风力发电机多安装在偏远、空旷、多风地区，增速齿轮箱的工作环境属于高低温变化、高湿气，不可避免的会有一定量的水汽进入，造成污染。
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经常跑风场搞维护的朋友都会发现一种状况，全国众多风场的新装国产双馈型风力发电机的运行稳定性并不高，频繁出现故障停机，售后检修及维护成本很高。
这其中作为极易造成风力发电机组机械故障的润滑误区，我们不得不重视起来。
根据2014年美国齿轮制造协会AGMA的统计数据显示，全球工业设备的故障发生率中大约75%是基于润滑不良或错误的润滑方式导致的。
如下图所示，主流齿轮箱型风力发电机组的结构中，最主要的需要润滑的机械部件如下：
主齿轮箱(增速箱);
回转主轴轴承;
变桨轴承及驱动减速箱;
偏航回转支承及驱动减速箱;
联轴器及刹车部分;
发电机;
循环液压系统;
这其中，主齿轮箱的初装用油量最大，不同机型齿轮油一次性初装量从200公升到800公升不等，是润滑的重中之重，也是最易产生润滑故障的主要部件。
这其中有如下四个误区需要我们加以纠偏：
一、被动油欲式润滑足够满足风机主齿轮箱润滑要求
传统被动油浴式润滑只能满足风机内部各个结构较为简单的驱动减速齿轮箱的润滑要求，但是已经无法满足结构更为复杂，精密度更高的风机主增速齿轮箱的润滑要求。
所以需要逐步使用主动飞溅式润滑替代传统被动油浴式润滑。
因为主动飞溅式润滑可以有效提高同型号齿轮箱油的渗透性以及传动散热效果，润滑效果更佳，也更容易冲刷掉各组齿轮啮合面上的摩擦机械杂质以及长期运转后产生的一些含有腐蚀性的粘质胶状残留物。
但是这种润滑方式需要配合效率更高的油路循环系统以及更高精度的密封，否则极易造成齿轮油泄漏污染。
二、齿轮油加满为好，忽视油液位标尺
为风机主齿轮箱加注齿轮油时如果加注过满，除了容易导致大家所熟知的油体渗漏污染以及过度润滑造成的齿轮箱过热，更重要的是会造成高温工况下，油雾散发，造成空间有限的风机机舱内部的油雾污染。
另外，当机舱内温度降低后，油雾会大量沉降在机舱内的各个机械及电气部件上，再遇高温时，极易造成电气短路甚至燃烧事故。
三、关注齿轮油粘温指数，忽略清洁度指标
由于大部分风场的温差较大，加之风机长年工作在高空，所以很多风机厂家很重视风机齿轮
油的粘温指数，以期油体在高、低温工况下可以保持比较好的理化稳定性，粘度以及低温流动性，从而达到设计润滑要求。
但是很多厂家都忽略了主齿轮箱齿轮油的清洁度指标。
油体清洁度的高低可以直接影响到油品在高温工作状态下的腐蚀性胶体杂质产生的数量，也可以直接影响油体在低温工况下的清净分散性，从而间接地影响到油体中游离酸碱物及油泥的产生。
目前大部分齿轮箱油供应商的风机主齿轮箱全合成齿轮油的NAS清洁度大致在8~10的范围内，但这个范围值对于粘度小于100号的油品(如46号抗磨液压油)是有效的，但是对于更高粘度的齿轮油(如150号，220号，320号齿轮油)，这个清洁度范围值并不能有效保证风机齿轮油在长期免维护的应用下油滤不堵塞，所以将风机齿轮油的NAS清洁度范围值提高到5~6，将有效减少油滤堵塞报警以及滤芯及滤筒表面粘质胶状杂质积聚物的堆积问题发生，也可以有效提高油品长期使用后的稳定性，减少腐蚀性油泥的产生对于齿轮箱内部金属材料以及漆面的腐蚀。
总而言之，油品清洁度不但是影响油品是否可以长期使用的重要指标，更是间接影响油体变质以及粘度下降的重要参考指标之一。
四、长期使用后的主齿轮箱油是不是越清澈越好?
齿轮箱油对于齿轮箱就好比人类身体里循环的血液，血液本身就是很有效的一种身体清洁剂，从动脉血循环到静脉血，医生会告诉我们静脉血一般都比动脉血颜色更深。
因为动脉血就好比刚装进风机齿轮箱里的齿轮油，清洁度要高，抗氧化性很强，但是通过机体循环后，静脉血中含有很多氧化物质和身体有害杂质，通过肝肾等过滤排毒脏器后将体内有害物质排出体外。
齿轮油也是需要具有比较好的清洗能力，能够把齿轮箱内部长期运转后产生的机械杂质，各类氧化物以及化学积聚物从齿轮和轴承的金属面上冲刷下来，避免它们给这些摩擦副运转时造成非正常磨损以及腐蚀。
所以长期使用后的齿轮油油样如果很清，并不能说明这个油品性能更好，相反可能是该油品的清洗性和润滑性不良，所以最好结合使用过的油品酸碱度，中和值和粘度对比其新油的相关出厂参考值以及PQ杂质含量来分析会更为准确。