刁帅
【摘 要】风力发电是中国最近几年迅猛发展的新能源行业,国家给予了诸多的优惠政策支持,倡导发展清洁可再生能源.随着装机数量的增多和使用时间的延长,风机的润滑维护保养逐渐成了重要问题,特别是风机主齿轮箱油的更换方法和步骤.文章对风机主齿轮箱换油进行了探讨,并重点介绍了五步换油法. 【期刊名称】《中国高新技术企业》 【年(卷),期】2016(000)024 【总页数】2页(P26-27)
【关键词】主齿轮箱;换油法;预清洗;新油加注;五步换油法;风力发电 【作 者】刁帅
【作者单位】国华(江苏)风电有限公司,江苏盐城 224000 【正文语种】中 文 【中图分类】TM315
国华东台一期风电场2009年全部并网发电,2013年全部出质保自维护。采用93台华锐风电机组,机组型号为华锐FL1500、齿轮箱型号为大连重工PPSC1290、传动比为104.125、额定功率为1700kW、输出转数1810r/ min。采用两级行星和一级平行轴作为传动结构,采用德国贺德克作为润滑系统,采用壳牌可耐压S4 GX 320顶级工业合成齿轮油,润滑方式为飞溅润滑+压力润滑。随着运行年限的增加,齿轮箱的齿面磨损日益严重,需要根据齿轮油检测报告不定期更换齿轮箱液
压油。
探讨风机齿轮箱油更换方法之前,首先要搞清楚为什么需要更换,更换的目的是什么?这是因为润滑油品是有使用寿命的,在齿轮箱运转过程中,齿轮油形成足够的油膜把相互啮合的齿轮隔开,避免齿轮之间的直接摩擦,从而保证齿轮箱的正常运转。但在此过程中齿轮油也会不断被剪切、损耗,同时伴随着在使用过程中的氧化变质,油品的润滑性能会逐渐下降,直至无法满足齿轮箱的润滑要求,所以说油品是有使用寿命的,需要根据风机的运转时间及油品的性能指标更换油品。 另外,齿轮油在使用过程中,油品氧化会产生油泥,同时会有外界污染物进入,如水分、沙尘等,这些都会影响润滑效果。更换齿轮箱油的目的是把旧油和油中所含的杂质及其粘附在齿轮、管路等部位的污染物去除,还给齿轮箱一个清洁、良好的润滑环境,从而让齿轮箱良好运转。因国华东台风电场风机竖立在沿海地区,距离黄海约2km,因此风机运行环境比较恶劣,空气湿度大,盐碱含量较高,在日常的运行维护过程中,更需要实时关注齿轮箱润滑油的情况。 2.1 两步法换油法
所谓两步法换油就是把旧油排放干净,直接加入新油,只是前期较多风场采用的换油方案。
操作流程是:旧油排放→新油加注。
该方案优点是操作流程简单,省时、省力、省成本;缺点是旧油及污染物难以排放干净,难以完全达到换油的效果。 2.2 三步换油法
三步换油法是指在旧油排放之后加入工作油进行冲洗,然后再加入新油。在两步法的基础之上多了工作油清洗环节。
操作流程如下是:旧油排放→工作油冲洗→新油加注。
此方案比两步换油法多了清洗环节,工作油的消耗量会增加,但旧油及污染物的带
出量会增加,会在一定程度上改善换油之后的润滑环境,只是介于工作油黏度(VG320)比较大,清洗效果也不会太理想。 2.3 四步换油法
四步换油法是在两步换油法的基础上增加低黏度清洗油冲洗的环节。 操作流程是:旧油排放→清洗油冲洗→工作油冲洗→新油加注。
该方案在目前风场齿轮箱油更换时普遍采用的主流方案,该方案所用到的清洗油黏度较低,VG32黏度居多,黏度低、油品流动性好,溶解油污能力有所提升,可以更大程度上溶解并带出污染物,清洗效果会大大提升,再通过工作油冲洗把低黏度的清洗油带出,减少清洗油残留的比例,从而降低低黏度清洗油因残留而稀释工作油黏度的影响。此方案也有一些不足之处,因为清洗油黏度(VG32)比工作油黏度(VG320)低太多,无法满足齿轮箱的工作润滑要求,所以无法负载运转,仅仅是“冲”一下,会有一些“死角”和管路冲洗不到,也难以保证完全洗干净。 五步换油法是在四步法的基础上增加预清洗工序,准备换油之前直接往工作油中加入溶剂型清洗油,该清洗剂有较强的溶解性,可以溶解“死角”及管路拐弯处的油泥及附着物,该产品至少在旧油排放之前24小时加入,加入比例一般为3%~5%(产品不同加入比例不同,建议按照产品使用说明比例加入),加入该清洗剂后风机可正常运转,不影响风机发电,运转24~48小时后,再排放旧油,之后的流程与四步法相同。
具体流程是:预清洗→旧油排放→清洗油冲洗→工作油冲洗→新油加注。 3.1 预清洗
准备换油之前几天,往工作油中加溶剂型清洗剂,此类清洗剂对油污的溶解力极好,温度越高溶解力越强,比如嘉实多清洗剂SC170就属于该类产品,市场上也有其他品牌的类似产品,这类产品的导热系统清洗时普遍用到。在工作的旧油中提前24~48小时加入,参考加入比例为3%~5%(加入比例因产品不同而不同),加
入后齿轮箱正常运转,正常发电,建议加入清洗剂后运转时间不少于24小时,在运转过程中可以反复地清洗油品所流过的部位,将油泥和污染物溶解于油中。只是在此过程中,因有大量的污染物溶于油中,会被滤芯过滤,所以要注意滤芯的工作状态。 3.2 旧油排放
温度越低润滑油黏度越高,越难以排放,所以要趁热排出原齿轮箱旧油,从油箱的最低位置排放,尽量排出干净。如果能用单向抽油机抽取旧油,就能更大程度上排净旧油。旧油排放后检查油箱污染情况及齿轮箱的情况。 3.3 清洗油冲洗
在齿轮箱换油过程中,排出旧油以后,仍会有旧油、老化产物以及其他污染物难以从系统中排除干净,需要加入低黏度的清洗油或者同工作油黏度的矿物齿轮油进行冲洗,此类油品比工作油成本要低,可以从一定程度上节省成本。冲洗油用量视齿轮箱大小而定或者通过换油车进出循环,然后放出。检查所放出清洗油的颜色变化,如果颜色变深比较严重,建议多冲洗一遍。 3.4 工作油冲洗
清洗油一般采用低黏度的矿物油或者同工作油黏度的矿物油,难以完全排放干净,如果此时直接加入新油,残留的清洗油会混入工作油,从而稀释工作油,影响以后的润滑效果,所以用清洗油冲洗之后建议用工作油再冲洗一遍,尽可能带出清洗油,减少残留比例。用工作油的冲洗方法与清洗油相同。 3.5 新油加注
经过前面的清洗之后,更换滤芯,检查管路及阀门状况,如果没问题就可以直接加入新油了,加入新油时建议经过滤油装置,如滤油小车或加油车自带过滤装置。将新油加到工作液位,如果必要,更换空滤滤芯。一切更换、装备完毕后,最好不要马上启动齿轮箱,因为油品在加入过程中会有气泡产生,静止一段时间,让油品自
行排放气泡,建议不少于30分钟。
换完油之后的注意事项:(1)风机正常运转30分钟之后,对油品进行取样,作为状态监控基准数据进行存档(业主购买油品检测服务时建议此时进行取样);(2)现场快速检测建议使用在线油品检测设备。如在线清洁度检测仪,黏度计等设备;(3)建议风电场在操作完整个齿轮箱清洗步骤后,收集一份油样作为参考,并在运行6个月之后,再提取一份油样作油样分析,与参考样品的分析结果作对比。之后每年化验一次油样,监控主要指标的变化值与变化趋势,从而判断油品的使用情况、各项理化指标的变化情况及设备的磨损情况。 4.1 安全第一
风机所处环境多数比较恶劣,换油的操作属于高空作业且过程较为复杂,因此工作人员必须把安全放在第一位。
(1)严格遵守风电场各项安全规章制度;(2)严格按照安全作业要求规范进行操作;(3)同一作业面工作人员应不少于2名;(4)作业前必须经过相关安全培训,并取得相关安全、操作资质;(5)设立安全监督员,安全监督员有权对违章作业进行处罚;(6)风速超过12m/s,不得在出机舱工作;(7)使用提升机必须严格按照操作手册执行;(8)作业过程应严格佩戴安全用具和劳保用具。 4.2 防止污染
由于风场环境条件不佳,换油时很可能遇到雨雪、沙尘天气,而且换油设备有限,风场换油维护人员对润滑油认识不足,常常在加注过程中造成齿轮油污染,因此建议先在室内对齿轮油进行小包装分装以防止新油受到污染,并在运送和加注过程中进行防尘防雨处理。 4.3 控制油位
为了保证正常的油位,在加入系统清洗添加剂之前,放掉齿轮箱内与将加入清洗添加剂量相同的旧油,避免油位过高,导致溢出,造成事故。注入新油后监控风机油
位,可能此期间由于齿轮油过滤循环系统的开启导致油位下降,这时必须注意及时补充新齿轮油。 4.4 过滤器畅通
为了获得更佳的清洗效果,建议清洗过程中油温高于30℃,这样具有更好的清洗效果并可以在相对较低的黏度下可尽量快、尽量多地排出旧油和减少旧油在齿轮等部件上的黏附量。在此过程中,要注意监控过滤系统的运行情况,过滤器可能会被系统清洗剂清洗下来的油泥、沉积物所堵塞,如果压差过高,须及时更换滤芯。 4.5 清理废油
由于大部分风机主齿轮箱的底部排油口不是在最低处,需要注意有3%~5%的旧油无法通过底部排油口排出,因此必须使用抽油设备清理这些废油,以减少清洗油被污染的程度,更好地发挥清洗油的作用。 4.6 严防异物
由于风场操作人员粗心而造成异物进入风机齿轮箱,并导致卡死和崩齿报废的重大恶性事故已有发生,足以引以为戒。因此在清洗换油过程中,一定要注意严防抹布、拆卸下来的螺栓和工具等杂物掉入齿轮箱。
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