NB∕T 31142-2018 直驱风力发电机组 主轴轴承挂机测试方法规范.pdf

ICS27.180F11NB64295-2018NB/T311422018直驱风力发电机组主轴轴承挂机测 试 方 法 规 范Direct-drivewindturbine-Technicalspecificationforon-hooktestofmainshaftbearing2018-07-01实施2018-04-03发布W家 能 源 局 发 布NB/T311422018次目前言n12规范性引用文件3术语和定义4基本要求4.1测试内容4.2测试风场4.3测试样机4.4测试周期4.5测试准备5振动测试5.1测量设备5.2测最参数5.3振动评估6温度测试6.1测试设备6.2测点布罝6.3数据记录和保存6.4温度评估7润滑脂测试7.1润滑脂取样7.2润滑脂分析8轴承游隙监测9目 测 项附录A(规范性附录）轴承故障特征频率附录B(资料性附录）在用轴承润滑脂检测项R参考文献22222233444444455568NB/T311422018言刖本标准按照GB/T1.12009标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写给出的规则起苹。本标准由国家能源鸠提出。本标准由W家能源行业风电标准化技术委员会（NEAATCI)WLJ。木t小准主要起草中位：北京金风科创风电设备有限公司，瓦房店轴承集闭冇限公司，洛阳LYC轴承有限公司，成都天马铁路轴承有限公司，大连冶金轴承股份有限公司,湘电风能有限公司，北京鉴衡认证屮心有限公司。木标准主耍起草人：位士安、TT亦平、范德功、纪新瑞、窦伟、顾富斌、贾锦霞、刘万平、叶吉强、翟晓江、汽辉、周祥样、孙振生、杨德胜、哀玉密、张宏伟、阳雪兵、程人杰。本标准仵执行过程中的意见或建议反馈罕屮闺电力企、Ik联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一兮，100761)。NB/T311422018直驱风力发电机组主轴轴承挂机测试方法规范1范 围本标准规定了直驱风力发电机组主轴轴承挂机测试（以下简称挂机测试）的基本要求、振动测试、温度测试、润滑脂测试、轴承游隙监测、目测项。本标准适用于直驱风力发电机组主轴轴承挂机测试。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注円期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GBAT14412机械振动与冲击加速度计的机械安装GBAT19873.1机器状态监测与诊断振动状态监测第1部分：总则NBH31004风力发电机组振动状态监测导则SH/T0573在用润滑油磨损颗粒试验法（分析式铁谱法）3术语和定义NBAT31004和SH/T0573界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1直驱风力发电机组directdrivewindturbine采用多极电动机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去了齿轮箱这一传统部件。3.2挂机测试on-hooktest被测样机在选定的风场运行，通过多种监测方法，提取并记录整机和关键部件的运行状态，积累经验数据。3.3变桨系统pitchsystem一种风力发电机叶片调节装S。风力较大时，通过调节装置使桨叶迎角减小；风力小时，通过调节装a使桨叶迎角增大。3.4偏航系统yawsystem由偏航测M、偏航驱动传动部分、纽缆保护装置三大部分组成。主要实现两个功能：一是使机舱跟踪变化稳定的风向；二是自动解除由于偏航作用导致机舱内部电缆发生的缠绕。4基本要求4.1测试内容通过直驱风力发电机组挂机测试，用以分析验证主轴轴承运行可靠性，是直驱风力发电机组主轴轴承台架试验的延续。NB/T3114220184.2测试风场测试风场的风况和环境应满足设计要求。4.3测试样机测试样机应符合以下要求：a)测试样机应为同一机型、同一批次、同一组装基地，若风场为山地，样机位罝应位于同一迎风面，随机抽取测试样机数量推荐3台以上；b)测试样机主轴轴承应来自同一生产厂家，相同设计；c)测试样机主轴轴承应采用相同牌号润滑脂；d)测试样机从现场组装完成到开始测试的时间间隔应不超过3个月；c)测试样机以运行发电为测试起点。4.4测试周期测试周期应不短于1年，测试期间对机组数据进行总结与分析。4.5测试准备检杳风力发电机组的出厂合格证、安装检査清单、调试清单、试运行通过文件等相关资料，备存好与轴承配合等相关的零部件检测和安装数据。5振动测试5.1测S设备5.1.1数采设备测M设备应满足NB/T31004的要求，保证振动数据与工况数据问步采集，联合分析。5.1.2加速度传感器振动测选用加速度传感器，传感器的一般要求见表1。表1加 速 度 传 感 器 参 数序号项H要求备注工作温度范ta一30X：+120X：S程210线性度31%灵敏度+小于500mV/g4横向灵敏度55%60.2Hz2000Hz激励方式IEPE抗冲击820002NB/T3114220185.1.3设 备 安 装传感器的安装方式影响测量误差和频率响应特性，应保证传感器的正确安装，见GBAT14412。5.2测 置 参 数5.2.1测 量 项 目测量项H见表2。如有必要，应收集工况相关的更多信息。表2测 量 项 目备 注内 容单 位项 目m/s2振动加速度振动加速度频率范围Hz0.2Hz1000Hz振动测里项IJ振动速度mm/s振动速度频率范围3HzlOOOllzHz风速m/s发电机转速r/min冇功功率工况测ft项HkW变桨角度rad/s偏航反馈无5.2.2测 量 位 置如果己有预留测点位置，应首先采用。测量位置选择轴承或靠近轴承的位罝，遵循传递路径短、沿路径刚性最大的原则。5 . 2.3测 量 方 向为了表征振动特征，建议在三个互相垂直的方向进行测量。测试人员亦可根据经验和实际情况适当缩小测量范围，参考GB719873.1。5 .3振 动 评 估5 . 3.1运 行 条 件特殊工况（如偏航、变桨、变转速等）下的测量数据应舍弃，不用于振动测量评估。5 . 3.2评 估 周 期要求在运行转速范围内，数据采集长度不低于轴承元件故障特征频率对应周期的6倍10倍，轴承故障特征频率的计算公式见附录A5 . 3.3趋 势 评 估趋势评估应包含以下评估内容:3NB/T311422018a)基T波峰因数的趋势评估；b)基于轴承故障特征频率的趋势评估。趋势评估参量包含但不限于波峰闪数和轴承故障特征频率，评估参量的趋势评估要求历经特定工况,如各运行转速、幵始工作至额定功率、切入风速至1.2倍的额定风速。6温 度 测 试6.1测 试 设 备温度传感器参数应满足表3的要求。表3温 度 传 感 器 参 数序 号项H要 求备 注工作温度范围-3or+6or生存温度范围2-40*C+70X允差弟位：K/为温度，申位为r允差（灵敏度)3士(0.30+0.005|/|)测温4-40oC+180X热响应时间510s安装方式接触式或感应式66.2测 点 布 置轴承每列滚道的内阁和外阍位罝各安装1个温度传感器。6 . 3数 据 记 录 和 保 存温度数据采用连续记录方式进行，每5min或更短时间记录一个平均值。每台风力发电机组的测温点都有数据记录和保存系统，町实时监控和导出数据。6.4温 度 评 估设W温度传感器信弓绝对值报瞀，轴承温度传感器监测的温度超过报瞥值(lmin平均值），判断轴承处于异常工作状态。设M温度传感器信号相对值报瞀，轴承温度传感器与机舱环境温度传感器温度差值超过报筲值lmin甲均值），判断轴承处于异常工作状态。7润 滑 脂 测 试7.1润 滑 脂 取 样润滑脂取样应保证样品的代表性：a)润滑脂为轴承滚子或内圈处样本；b)选取圆周方向0、180,2个固定取样点；c)每个取样点取脂M不少于50g;d)正常风力发电机组取样间隔周期不超过3个月，推荐每月取样;4NB/T311422018e)4个取样点所取得的油脂都单独进行测试，然后计算出平均质最分数，以便进一步的趋势分析。适当选取变色部分进行测试。7.2润滑脂分析润滑脂从以下方面进行分析:a)润滑脂外观判定见表4。表4润 滑 脂 外 观 判 定在用脂检测项H新脂检测方法蝥告值危险值外观状态均匀裔状人贵基础油分离油皂分离U测颜色原色埚色漯色气味无异味奋异味有异味嗅觉b)基础性能分析。针对风力发电机组主轴承的运行工况及以往跟踪检测的数据，制定了主轴轴承润滑脂适用性判定参考指标，参见附录Bc)光谱分析。采用光谱分析测定油脂中的金属磨粒和添加剂的元素成分与浓度。根据各时间节点采集到的数据进行趋势分析，光谱分析参数见表5,具体判定见报告。表5光 谱 分 析 参 数序号元素来源备注滚动体与内外阍、保持架的摩擦、疲劳剥落等重点关注Fc保持架与滚动体的摩擦、保持架与套圈挡边的摩擦tt点关注2Cu滾动体与内外圈的摩擦、疲劳剥落A点关注3Cr空气中的灰尘.、外界污染、主轴轴承、油脂添加剂点关注Si4主要来源f轴承材料微遺元菜及油脂添加剂5ZnAlPbPNi、Mod)铁谱分析。采用铁谱分析测定油脂中磨粒的大小、形貌、成分、数量，并依此进行设备状态监测和诊断。8轴承游隙监测轴承运行游隙是影响轴承寿命的重要参数。直驱风力发电机组主轴轴承挂机测试过程中要持续监测反映轴承游隙变动的儿何S,记录并分析轴承运行游隙的变动M9目 测 项观测润滑脂泄細情况，观测周期不超过3个月/次，推荐每月一次。观测密封圈完整性，观测周期不超过3个月/次，推荐每月一次。观测注脂管路足够通畅，观测周期不超过3个月/次，推荐每月一次。5NB/T311422018附 录A(规范性附录）轴 承 故 障 特 征 频 率主轴轴承各部件出现损伤时产生振动冲击，通过监测振动信号，结合轴承内圈、外圈、滚动体与保持架的固有频率，确定损伤部位和损伤程度。内环故障频率(BPFI)见 式(A.1)BPFI=AT|m|d(A.l)1+cosaD式中:N滚动体数量，个：1。轴承外_角速度，rad/sI,轴承内_角速度，rad/sd滚动体直径，D滚动轴承节圆直径，轴承接触角，（)。外环故障频率(BPFO)见 式(A.2):mmmma(A.2)cosor2D滚动体故障频率(BSF)见式A.3):-n1cosa2ID(A.3)BSF=保持架故陴频率(BTF)见式A.4):d(A.4)BTF=2”。11+云6NB/T311422018附 录B(资料性附录）在用轴承润滑脂检测项目在用轴承润滑脂检测项目参见表B.1。表B.1在用轴承润滑脂检测项目在用脂检测项n新脂检测方法S义羿告值危险值基础指标滴点，变化率辨别润泔脂的结构破化程度230X4030GB/T3498%锥入度，变化率辨别润滑脂的物理状态变化程度3GB/T269一30+15-50+30%钢W分油，变化韦判定润滑脂的胶体稳定性土51530NB/SH/T0324%抗氧性起始氧化温度彡200190230r辨别润滑脂的抗氧化性的变化程度ASTMD6186氧化诱导期(180*0报告报忾报ft窄擦学数据辨别摩擦学的变化SRV摩擦系数，波动率报告报告报告ASTMD5706程度%环境因素辨別外来杂质的侵害程度水分0.50.7GB/T111330.5%磨损元素报告报告Fe报告报Cu报吿报告Pb辨别磨损儿素的含a和外来杂质的俊入程度元素报告报告SnNB/SH/T0864ppm报告报告A1报ft报告Cr报告报告Si辨别润泔脂屮铁磁性磨损物质的含量PQ指数报告报告NB/T311422018参考文献1GBAT3498润滑脂宽温度范围滴点测定法2GB/T269润滑脂和石油脂锥入度测定法3NB/SHTT0324润滑脂分油的测定锥网法4ASTMD6186利用压差扫描M热法PDSC)测试润滑油的氧化感应时间的标准试验方法5ANSI/ASTMD5706使用高频线性振荡(SRV)试验机测定润滑脂极端压力特性的标准试验方法6GBAT11133石油产品、润滑油和添加剂中水含量的测定卡尔费休库仑滴定法7NB/SHLT0864润滑脂中金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法8中华人民共和国能 源 行 业 标 准直驱风力发电机组主轴轴承挂机测 试 方 法 规 范NB/T311422018屮国电力出版社出版、发行(北京市东城区北京站丙街19号100005http:/)北京传奇佳彩数码印刷有限公司印刷2019年9月第一版2019年9月北京第一次印刷880奄米X1 2 3 0亳 米1 6开 木0 . 7 5印 张1 9千 字印数001200册统一朽号1551981506定价15.00元版 权 专 有 侵 权 必 究本15如有印装质ft问题，我社背销中心负责退换回回回回:回电力标漕信患mm中国电力出版社賣方徽值JiiHU权破的电力标准倌息；155198.1506oooTOSJmcol/HZ