风力发电机组齿轮箱运行维护分析

风力发电机组齿轮箱运行维护分析

张子健

宁夏中卫市沙坡头区文昌镇平安东路国家电投中卫生产运营中心 

【摘要】风力发电机组实际上是由多个部件共同组成，齿轮箱就是其中十分关键的一种组成部件。这种部件运行过程中极易受到多项因素的影响发生故障，为了避免发生更加严重的损失，需要将齿轮箱运行维护方面的工作放在重要位置，采取多元化措施延长齿轮箱的运行年限，更好地驱动风力发电机高效运行。本文将风力发电机组齿轮箱常见故障作为切入点，并以此为依据展开依据，针对如何做好风力发电机组齿轮箱运行维护工作进行全面探讨。

【关键词】风力发电机组；齿轮箱；运行维护；风电技术

【引言】风能是人类生活中不可缺少的一项能源，最初阶段在河流沿岸对风车进行利用带动水车，满足农田灌溉方面的要求，不可否认这是人类直接利用风能的具体表现。在此之后，注重开展风能转化为电能方面的研究，变为由主轴承担驱动职责保证发电机处于高效运行的状态，但是并没有风电机组齿轮箱。现阶段我国风电技术水平显著提升，风电机组的单机容量处于不断增加的状态。对此，非常严格的一项要求是增大配套的风轮和发电机功率，为风电齿轮箱的产生和应用创造条件。齿面磨损、断齿、轴承损坏、油温高是常见的几种故障，如果想要提高运行效果就要注重开展维护工作，最大限度上降低各类因素造成的影响。

1风力发电机组齿轮箱常见故障

1.1齿面磨损

渐开线工作面、齿的啮合处、齿轮两端面是齿轮主要的磨损部位。一般情况下，这种类型的故障会被细致地分为四种类型：由接触表面上的金属在一定速率的作用下缓慢地损耗，发生正常磨损或磨光的状况，在预期的使用年限内不会发生影响齿轮使用效果的现象；齿轮在长期负荷的影响下破坏，实际上属于中度磨损的范畴，存在磨损较快的特征，缩短齿轮的具体使用时间；齿面出现损坏这种情况，难以保证平稳性，齿轮具体的使用年限不能达到预期要求；齿轮在高速运转的状况下，齿轮的啮合中会进入一些细颗粒，从而发生损坏的情况。

1.2断齿

一旦发生齿轮折断的现象，就会对风力发电机组齿轮箱子的实际运行情况造成影响。主要的原因就是由根部细微裂纹在周期性应力作用下逐步地扩展，导致运作期间受到严重的冲击，局部应力处于过大的状态，甚至硬质异物还会落入啮合区，从而引发轴承故障。

1.3轴承损坏

轴承运转长时间地受到重载、交变载荷多项因素的影响，在交变冲击作用下，轴承不可避免地出现各种损坏[1]。不仅如此，轴承故障的发生原因还包括安装不良、润滑不良、维护措施缺乏针对性等，轴承外圈锈蚀和内圈磨损是几种常见的轴承损坏表现形式。

1.4油温高

齿轮箱出现油温过高这种情况的原因较多并且具有较强的综合性，这就意味着某一项问题并不会导致油温高。经过细致分析和总结，就会发现包括：齿轮箱油冷却回路出现堵塞的情况、阀件损坏、散热器通风效果差；机舱内部的温度比较高，冷却效果不断下降；润滑油的效果不达标，齿轮啮合效率与预期不符，导致发热量增加等。

2提高风力发电机组齿轮箱运行维护效果的主要方法

2.1重视日常维护

重点开展油位检查这项工作，如对油位窗检查方法进行应用，精准确定出现油位偏低等情况的主要原因，真正做到第一时间补油，同时也要完成集体渗漏点查找方面的工作，采取科学有效的方式进行处理。一旦出现过滤器压差报警的情况，就要高效完成滤芯更换工作，并对滤芯中是否有铁屑的状况进行检查，保证底部彻底清洗工作有序开展。如果发现存在非常多的铁屑，就要做好齿轮油化验方面的工作。在此之后，高效利用化验结果，精准判断齿轮箱中是否有潜在的风险。依据规范要求安装新的滤芯，听齿轮箱运行声音判断是否达标，格外注意这一环节的工作需要在风力发电机组运行过程中操作，同时也要对齿轮泵出口压力是否符合要求的情况进行细致观察。此外，对滤芯外壳进行安装时一定要满足对准螺纹和均匀用力多个方面的要求，防止发生对螺纹造成严重损害和密封圈的问题。

2.2做好定期维护工作

通常开展风力发电机组齿轮箱维护工作时，会保证每一年进行两次，主要包括半年检和全年检两方面的定期维护工作。深入研究“半年检维护”工作开展时的内容，就会发现涉及测试传感器功能、紧固传动部件；“全年检维护”与之不同，具体涵盖力矩检查、加注润滑油、消除齿轮箱故障以及检测齿轮抽样多项内容。为了显著提高定期维护效果，就要在实际操作时加大齿轮箱每一个项目的检查力度，避免发生无法保证平稳高效运行的情况。

2.3正确更换齿轮油

风力发电厂是否积极承担职责十分关键，提高齿轮箱运行维护效果过程中全年检修计划中的各项要求作为参考依据，保证齿轮油检测方面的工作定期开展，之后还要高效利用齿轮油检测结果，精准判断齿轮箱当前的运行状况[2]。这些工作高效开展的基础上，齿轮箱厂家做好自身本职工作，将已经确定好的时间要求作为依据正确换油。但是，需要格外注意决定是否需要换油时不能单纯按照齿轮油的检测结果，一旦其缺乏客观性与准确性，就会导致齿轮油更换效果差，不利于提高齿轮箱运行维护有效性。

2.4严格检测齿轮箱振动的情况

开展齿轮箱运行维护工作时保证齿轮箱振动检测方面的工作有序开展，并且不能忽视齿轮箱振动检测数据分析方面的工作。以现场检查这项工作为例进行分析，如果在具体操作过程中已经发现齿轮箱存在异响，就要立刻停机并对专业性强的测试仪器进行应用，使系统全面的检查工作高效开展后避免发生影响齿轮箱正常运行的情况。

2.5重视齿轮箱内窥实验

对齿轮箱具体运行状况进行判定时，不能将齿轮油化验结果作为单一的判断标准。虽然一部分经常补油的机组齿轮油化验结果处于正常的状态，但是这种情况不能说明齿轮箱内部不存在任何的故障。对此，精准确定齿轮箱内部情况可以借助齿轮箱内窥实验做出客观的判断。对于齿轮油而言，从某种角度出发深入研究就会发现其由基础油、添加剂共同组成，但是一些添加剂在齿轮箱运行期间的损害，无法在齿轮油检测中精准呈现[3]。特别是具有运行时间长这一特征的机组，应更加重视齿轮箱的内窥实验，真正做到及时发现和处理故障，避免发生埋下安全隐患引发更多问题的现象。

2.6建立齿轮箱管理档案

如果想要保证齿轮箱故障渐变过程总结工作有序开展，就要依据风电机组的具体运行状况进行研究。主要因为连续状态下跟踪能够更加准确地了解齿轮箱运行情况，甚至还可以为后续采取科学合理的运行维护措施提供依据。齿轮箱管理档案中的内容一定要全面，需要精准记录各类基本信息、轴承和齿轮参数信息、定期开展检测工作后获得的信息等。不仅如此，还要将齿轮箱故障处理记录融入其中，让运行维护人员了解发生故障的原因、确定是否需要更换零部件，这样对于提高齿轮箱全寿命周期的维护管理效果具有重要意义。

结束语：

综上所述，齿轮箱是否处于高效运行的状态至关重要，不仅会对风力发电机组的运作情况造成影响，也与风力发电场为社会整体提供的服务质量存在紧密关联。齿轮箱故障不能忽视，一定要细致总结具体原因，针对具体情况采取解决措施，同时重视运行维护方面的工作，既要满足延长使用年限方面的需求，也要减少使用期间的问题，节省更多维修费用后创造更多效益。

参考文献：

[1]胡灵华.风电机组状态参数异常检测及整机运行状态评估方法[J].江西电力,2023,47(05):63-67.

[2]索新良,谭袖,刘俊廷.异步双馈风力发电机组刹车系统事故预防研究[J].电力安全技术,2023,25(10):24-26.

[3]李智福.风电场风力发电机的运行维护分析[J].集成电路应用,2022,39(04):300-301.