风机主齿轮箱换油方案研究.docx

风机主齿轮箱换油方案研究 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，并重點介绍了五步换油法。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 ：A：TM315 ：1009-2374（2016）36-0026-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.36.013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。1 风机齿轮箱油更换的目的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 市场常见换油方案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。3 五步换油法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2448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2448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項：（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 换油注意事项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。 -全文完-