【GNR吉恩纳】风力发电机组润滑管理及润滑油监测（上）

风力发电机组润滑管理及润滑油监测（上）

风能是一种清洁无公害的可再生能源, 利用风力发电非常环保，且风能储量巨大。因此，风力发电日益受到各国能源局重视。

风力发电机组内部，润滑油是重要的组成部分。而在风电机组的后续运维中，润滑油元素含量监测属于其中重要的一环。这不仅关系到风力发电效率，还直接影响到风力发电机的使用寿命。从润滑油的组成及含量中，可以获取关于设备运行的重要信息。从而帮助运维人员作出正确决策，节省成本，提高收益。

风力发电机

一、风力发电中的五类润滑油/脂

1.轴承式润滑脂

2.开式齿轮润滑脂

3.变速箱齿轮油

4.液压油

5.绝缘油

这五种润滑油对应着风力发电机中的五类结构，以下作一一对应介绍。

二、风力发电机结构

风力发电机内部结构图

2.1主轴系统

这部分由风电机主轴、偏航主轴、变桨主轴、发电机主轴等主轴及其配套轴承组成。风电机主轴由叶轮带动转动，是风力发电机的动力来源。

风力发电机主轴

主轴系统使用轴承式润滑脂进行润滑。

由于风电机主轴承受着很高的重量，要求润滑脂具有良好的极压和抗磨性能。一般，润滑油厂商会添加极压抗磨添加剂。

2.2 变速箱系统

风电机主轴的动能很大，但是转速很低，这时直接带动发电机转动会造成发电效率低下。变速箱就是将主轴的高扭力低转速变为低扭力高转速，以便获得最大的能量传递效率。

变速箱中使用变速箱齿轮油。

此部分是风力发电机的能量传输中心，是整个风力发电的关键。由于变速箱需要将高扭力转换成低扭力，齿轮部分承载着极高的负荷，在接触面有着很高的剪切应力和摩擦作用，经常会发生微点蚀。这是齿轮经常出现的疲劳磨损现象，它能导致齿轮啮合精度降低、噪声、振动等。严重的微点蚀会导致齿面磨损，甚至引发断齿。

已经发生微点蚀的齿轮

偏航系统中也有齿轮箱，同样使用变速箱齿轮油，也归类到此处。

2.3 偏航变桨系统

偏航系统，也称作对风装置，用于主动调整风轮，使其快速平稳地对准风向，以获取最大的风能。

中船重工江苏海装风电设备有限公司员工在安装风机偏航系统

图片摘自新华网

变桨系统用于调节风轮的每个叶片的攻角，以使风机在低风速时即可获得电能，而在风速大于额定风速时截获到固定大小的风能。

变桨系统结构

由于偏航变桨系统处的齿轮大都裸露在外，一般统称为开式齿轮。开式齿轮处使用开式齿轮润滑脂。

2.4 压力传动系统

液压系统提供风力发电机组中的机械刹车压力，实现主轴刹车、偏航控制和变桨控制。

压力系统使用液压油。

液压油中常见的危害因素是空穴和气蚀。

空穴：如果液压油中渗入空气，气泡随着运动到压力较高的区域时，气泡在较高压力作用下将迅速破裂，从而引起局部液压冲击，造成噪声和振动。

气蚀一般伴随着空穴发生，空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面，这种因发生空穴而造成的腐蚀叫气蚀。气蚀可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方。

2.5 变压器系统

变压器系统负责最后将发电机产生的电能储存到电瓶，继而传输到电网。

变压器系统使用电力绝缘油。

电力绝缘油要有良好的电气绝缘性能，并起到冷却和灭弧的作用。

绝缘油中的Fe和Cu元素含量会随使用时间增加，含量逐渐升高。对于油品的绝缘强度有较大影响，在风力发电中属于重点监控项。

以上五种润滑油的监测&检测方案会在后续的文章中给出。