风机技术培训-变桨、轮毂部分PPT课件.pptx

瓜州风电场风机知识讲座第一期主讲人：王耀萱主讲人：王耀萱12021SL1500/82机组主要参数机组中心高机组中心高叶轮直径叶轮直径叶片长度叶片长度齿轮箱增速齿轮箱增速比比发电机额定发电机额定转速转速72m82m40.5m1:1041800r/min发电机额定功率发电机同步转速机组切入风速机组切出风速额定风速1500KWH1300r/min2.6m/s25m/s12m/s22021风力发电机组的工作原理风力发电机组的工作原理叶片吸收风能中的动能，将其转化为机械能传给齿轮箱。发电机将齿轮箱传输到发电机主轴的机械能转化为电能，通过发电机定子、转子传送给电网。32021双馈感应电机能量流图双馈感应电机能量流图77.8%77.8%100%100%19.4%19.4%0.8%0.8%能量损耗能量损耗变频器变频器18.6%18.6%96.4%96.4%电网电网2.8%2.8%发电机发电机42021风机的主要组成部分风机的主要组成部分叶片叶片轮毂轮毂基础基础塔架塔架机舱机舱叶轮叶轮风力发电机组组成包括：风轮、机舱、塔风力发电机组组成包括：风轮、机舱、塔架和基础几个部分。架和基础几个部分。52021 风轮风轮 风轮是获取风中能量的关键部件，有叶片和轮毂组成。（1）定桨距风轮 （2）变桨距风轮 机舱机舱 机舱中包括齿轮箱、发电机、偏航、制动器联轴器、风速风向仪等主要部件。塔架塔架 塔架为钢结构锥形筒体。里面有上下通道及工作平台等。基础基础 基础为钢筋混凝土结构。预埋基础环与塔架用高强度螺栓连接，牢牢固定风力发电机组。基础中设置接地系统。62021机舱主要组成部分机舱主要组成部分72021SL1500机组机舱简图机组机舱简图82021风力发电机组由传动系统、偏航系统、冷却与加热系统与制动系统、发电机、控制与安全系统等组成。1.传动系统 （轮毂)主轴齿轮箱联轴器（发电机）2.偏航系统 功能：对风，解缆3.冷却与加热系统 功能：确保机组在正常的工况温度下运行920214.制动系统 （1）空气动力制动 （2）机械制动5.发电机 （1）同步发电机 （2）异步发电机6.控制系统 包括控制和检测两部分。控制部分又分为手动和自动。7.安全系统 保证机组在发生非正常情况时立即停机，预防或减轻故障损失。102021变桨系统简介变桨系统简介变桨控制系统是通过改变叶片迎角，实现功率变化来进行调节的。通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片上的扭矩和功率的目的。在0度迎角时是叶片的工作位置。在风力发电机组正常运行时，叶片向小迎角方向变化而达到限制功率。一般变桨角度范围为090度。采用变桨矩调节，风机的启动性好、刹车机构简单，叶片顺桨后风轮转速可以逐渐下降、额定点以前的功率输出饱满、额定点以后的输出功率平滑、风轮叶根承受的动、静载荷小。变桨系统作为基本制动系统，可以在额定功率范围内对风机速度进行控制。112021变桨系统的作用变桨系统的作用在风速小于目标风速时，通过调整叶片角度，来得到最佳的发电功率。当风速大于目标风速时，变桨系统调节叶片角度，控制风机的速度和功率维持在一个最优的水平。当安全链断开的时候，把叶片转到顺桨位置（安全运行），把风轮当成一个空气动力学的刹车来使用。利用风和叶轮的相互作用，减小摆动从而将机械负载最小化。122021变桨控制系统的组成变桨控制系统的组成变桨控制系统包括三个主要部件，驱动装置电机，齿轮箱和变桨轴承。从额定功率起，通过控制系统将叶片以精细的变桨角度向顺桨方向转动，实现风机的功率控制。如果一个驱动器发生故障，另两个驱动器可以安全地使风机停机。132021轮毂及导流帽轮毂及导流帽变桨执行单元轮毂轮毂变桨控制柜变桨限位撞块变桨接近开关缓冲器极限工作位置开关极限工作位置撞块轮毂罩分隔壁导流帽142021152021变桨轴承变桨轴承162021安装位置变桨轴承安装在轮毂上，通过外圈螺栓把紧。其内齿圈与变桨驱动装置啮合运动，并与叶片联接。工作原理当风速发生变化时，通过变桨驱动电机带动变桨轴承转动从而改变叶片对风向地迎角，使叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在叶片上的扭矩和功率的目的。172021变桨驱动装置182021安装位置变桨驱动装置通过螺柱与轮毂配合联接。变桨齿轮箱前的小齿轮与变桨轴承内圈啮合，并要保证啮合间隙应在0.20.5mm之间，间隙由加工精度保证，无法调整。组成部件变桨驱动装置由变桨电机和变桨齿轮箱两部分组成。工作原理变桨齿轮箱必须为小型并且具有高过载能力。齿轮箱不能自锁定以便小齿轮驱动。为了调整变桨，叶片可以旋转到参考位置，顺桨位置，在该位置叶片以大约双倍的额定扭矩瞬间压下止挡。这在一天运行之中可以发生多次。通过短时间使变频器和电机过载来达到要求的扭矩。齿轮箱和电机是直联型。变桨电机是含有位置反馈和电热调节器的伺服电动机。电动机由变频器连接到直流母线供给电流。变桨驱动装置192021雷电保护装置雷电保护装置雷电保护装置在变桨装置中的具体位置见上图，在大齿圈下方偏左一个螺栓孔的位置装第一个保护爪，然后120等分安装另外两个雷电保护爪。202021组成部件 雷电保护爪主要由三部分组成,按照安装顺序从上到下依次是垫片压板，炭纤维刷和集电爪。212021 雷电保护装置可以有效的将作用在轮毂和叶片上的电流通过集电爪导到地面，避免雷击使风机线路损坏。炭纤维刷是为了补偿静电的不平衡，雷击通过风机的金属部分传导。在旋转和非旋转部分的过渡处采用火花放电器。SL1500风机有额外的电刷来保护轴承及保持静电平衡。作用及工作原理作用及工作原理222021顺桨接近撞块和变桨限位撞块变桨限位撞块安装在变桨轴承内圈内侧，与缓冲块配合使用。当叶片变桨趋于最大角度的时候，变桨限位撞块会运行到缓冲块上起到变桨缓冲作用，以保护变桨系统，保证系统正常运行。232021工作原理 当叶片变桨趋于顺桨位置时，顺桨接近撞块就会运行到顺桨感光装置上方，感光装置接受信号后会传递给变桨系统，提示叶片已经处于顺桨位置。242021极限工作位置撞块和限位开关极限工作位置撞块和限位开关 252021极限工作位置撞块安装位置 极限工作位置撞块安装在内圈内侧两个对应的螺栓孔上。当变桨轴承趋于极限工作位置时，极限工作位置撞块就会运行到限位开关上方，与限位开关撞杆作用，限位开关撞杆安装在限位开关上，当其受到撞击后，限位开关会把信号通过电缆传递给变频柜，提示变桨轴承已经处于极限工作位置。262021变桨系统维护与巡视外表检查（1）检查变桨轴承表面的防腐涂层是否有脱落现象；（2）检查变桨轴承内圈和外圈的密封胶条是否完好，如有破损应联络厂家更换；（3）如果油嘴松动或者缺失、损坏，需及时拧紧或者安装新油嘴；（4）如果接油瓶松动或者缺失、损坏，需及时拧紧或者更换新接油瓶。材料：油嘴、接油瓶 工具：6活动扳手 噪音检查在安全风速内锁紧叶轮锁，手动对每个叶片变桨，检查变桨轴承运行时是否有震动、冲击、卡滞、异常噪音等现象。工具：手动控制盒、46 开口 碰撞、跌倒和卷入！轮毂内空间狭小，行走及站立时应注意人身安全 禁止手扶或依靠旋转部位以免卷入，造成人身伤害 变桨轴承变桨轴承272021将需抽检变桨轴承置于 6 点方向，以规定力矩检查变桨轴承/轮毂安装螺栓，螺栓总数为 48*3 颗工具：电动液压泵站、配套 5m 油管、2XLCT 中空扳手（50mm）、多用插头、工作行灯、记号笔 变桨轴承安装螺栓变桨轴承安装螺栓 未正确使用液压力矩扳手可能造成人身伤害！操作人员必须经过专业培训 作业过程中，不得将手置于力矩臂内侧 指令只能由操作力矩扳手的人员发出 282021 变桨轴承润滑变桨轴承润滑 （1）清理干净油嘴及周围；（2）用手动控制盒手动变桨的同时，用润滑脂枪给变桨轴承加注润滑脂，；（3）清理变桨轴承排出的油脂；（4）清理变桨轴承排出的油脂。材料：毛巾、润滑脂、油嘴 工具：润滑脂枪、手动控制盒、6活动扳手、工作行灯 雷电保护爪雷电保护爪检查雷电保护爪上安装的碳纤维毛刷是否完好，如发现磨损严重，必须立即更换。碳纤维毛刷由两个十字螺丝安装在雷电保护爪上。工具：小号十字螺丝刀 292021变桨驱动3.1.1 外表检查（1）检查变桨减速机表面的防腐涂层是否有脱落现象，如有脱落需修复，修复方法见附件五；（2）检查变桨减速机油位镜是否完好；（3）检查小齿轮表面是否点蚀、过度磨损和断齿。3.1.2 噪音检查 手动对每个叶片进行变桨，检查变桨减速机是否存在噪音。工具：手动控制盒 3.1.3 齿隙检查 用塞尺检查变桨小齿轮与变桨齿圈的啮合间隙，正常啮合间隙 0.30.9mm。齿隙测量方法：首先确保变桨齿圈一个齿的一侧齿面与小齿轮的对应齿面完全啮合，然后用塞尺测量小齿轮该齿的另一侧与变桨齿圈的最小啮合间隙。工具：手动控制盒、塞尺、工作行灯。302021变桨减速机油位检查变桨减速机油位检查检查变桨减速机润滑油油位是否正常（油位应位于观察窗中部），如果油位偏低，检查变桨减速机是否漏油，并补充润滑油，润滑油型号见附件一。修复工作和加油工作完成后，将减速机清理干净；注意：在加油或检查油位过程中减速机应置于六点位置。减速机润滑油补充及更换方案（各变桨减速机润滑油补充流程相同，主要区别在于各品牌减速机的加油口位置和密封形式略有不同）：注意：加注润滑油时防止将异物掉入减速机内，换油排油应在热机状态下进行，当环境温度过低时，应加入适量预热过的新油对减速机进行冲洗。减速机油镜312021（1）用毛巾清理干净加油嘴及其周围的灰尘油污；（2）旋下加油塞并将其倒置于一块干净的毛巾上；（3）将油顺着加油嘴倒入减速机内（由于加油嘴较小，实际加油时可使用干净的大号针筒作为加油工具），边加油边通过油位镜观察油位；（4）当油位接近正常油位时，停止加油（可事先在正常油位处用记号笔作一标记）；（5）将加油塞擦干净并旋到加油嘴上，拧紧；（6）运行减速机 5min，观察加油嘴处是否有渗漏现象，如有加以处理；（7）停转减速机再次观察油位，如油位达到正常值加油工作结束，如未能达到要求重复步（2）（6），直到油位满足要求；（8）如更换润滑油，可将需更换润滑油的减速机处于 10 点或者 2 点钟位置，将空的容器置于减速机油塞正下方，旋下加油塞，让润滑油流入容器内。待润滑油全部流光后，用毛巾清理干净加油嘴及其周围，旋回加油塞。待减速机转回 6 点钟位置时进行步骤（1）（7），完成润滑油的补充工作。材料：润滑油 工具：8mm 内六角扳手、毛巾、容器 322021变桨电机检查与维护变桨电机检查与维护（1）检查变桨电机表面的防腐涂层是否有脱落现象，如有脱落需进行修复；（2）检查变桨电机电缆的外观和固定情况，如有电缆破损或固定松动情况必须马上处理；（3）手动对每个叶片进行变桨，检查变桨电机是否存在噪音；（4）检查变桨电机/变桨减速机安装螺栓，螺栓总数为 4*3 颗。材料：绑扎带 工具：17mm 加长套筒、200NM 力矩扳手、17mm 两用扳手、手动控制盒、斜口钳 3.3 变桨齿圈检查（1）清洁变桨齿圈齿面上附着的杂物；（2）检查变桨齿圈齿面是否有过度磨损或断齿等现象；（3）补充变桨齿圈齿面及小齿轮齿面润滑脂材料：润滑脂、清洗剂 工具：扁铲、毛刷、毛巾 332021变桨控制柜检查变桨控制柜检查（1）检查三角支架固定卡簧是否完好；（2）检查各连接电缆绝缘层是否老化、破损；（3）以规定力矩检查变桨控制柜/轮毂安装螺栓，螺栓总数为 3*3 颗，（4）检查弹性支撑是否老化或出现裂纹，如有上述情况，必须立即更换。工具：24mm 套筒、200NM 力矩扳手 弹性支撑342021附属传感器检查附属传感器检查（1）限位开关是否完好，固定是否牢固；（2）接近开关是否完好；（3）接近开关与感应片距离是否合适（3-5mm）；（4）检查极限工作位置和接近开关处的感应片安装螺栓是否牢固；（5）检查极限工作位置和接近开关处的感应片是否变形（弯折角度近似 90 度为正常）。工具：13mm 套筒、棘轮扳手（含加长杆）、水泵钳 限位开关光电感应开关352021滑环检查滑环检查（1）检查滑环各插头固定是否牢固；（2）检查万向节转动是否灵活。如转动不灵活，将万向节拆下，在关节轴承处涂抹少量润滑脂（Kluber plex BEM41-132），反复转动关节轴承至润滑脂充分浸润关节轴承内部，重新装回万向节；（3）检查滑环引出电缆固定是否牢固、走线是否规范，电缆保护胶皮是否磨损严重，如磨损严重需更换；没做电缆保护的，需垫胶皮；（4）滑环晃动裕度检查，用手晃动滑环无法使之横向摆动；（5）检查滑环横向控制臂与支撑杆成 90直角，即齿轮箱主轴法兰基准面到横向控制臂的距离为 429mm、横向控制臂两端孔心距为 281mm。362021紧固件检查紧固件检查（1）检查滑环/主轴安装螺栓，螺栓总数为 8 颗；（2）紧固滑环上线卡子安装螺栓，螺栓总数为 4 颗；（3）对于新式 M16-M20 及 M24-M20 螺纹连接滑环支撑杆需检查支撑杆固定螺栓，螺栓总数为 1 颗。工具：16mm 两用扳手、17mm 两用扳手、30mm 两用扳手、10活动扳手、5mm 内六角扳手 372021轮毂检查轮毂检查外观检查（1）检查轮毂表面防腐涂层是否有脱落现象，如有脱落需修复，修复方法见附件五；（2）目测铸体表面是否有裂纹；（3）检查轮毂内电缆是否绑扎牢固。注意：如需调整轮毂内壁上固定的蛇皮管，先将固定卡子打开，把余量调整至该线路一侧，然后再将卡子把紧，最后将调整后的余量绑扎固定好。材料：绑扎带 工具：5mm 内六角扳手，斜口钳 4.2 轮毂与主轴连接螺栓检查以规定力矩检查轮毂/主轴安装螺栓，螺栓总数为 48 颗。工具：电动液压泵站、配套 5m 油管、3MXT 液压力矩扳手、60mm 套筒、多用插座、记号笔。未正确使用液压力矩扳手可能造成人身伤害！操作人员必须经过专业培训 作业过程中，不得将手置于力矩臂内侧 382021392021