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風電機組齒輪箱健康管理探究

2015-12-22 來源:《風能》2015年第11期 瀏覽數:1038

隨著風電機組運行時間的延長,由于風電場環境惡劣,齒輪箱的故障越來越頻繁出現,諸如漏油,齒面點蝕、剝落、斷齒、異常磨損,軸承跑圈、滾道點蝕、剝落等現象。

  隨著風電機組運行時間的延長,由于風電場環境惡劣,齒輪箱的故障越來越頻繁出現,諸如漏油,齒面點蝕、剝落、斷齒、異常磨損,軸承跑圈、滾道點蝕、剝落等現象。
  導致出現上述缺陷因素很多,包括制造因素:齒輪箱結構設計、載荷計算、軸承選型、材料選擇、制造加工、出廠前的試車及清潔等;運行因素:控制策略、監控措施、維護方法;環境因素:氣候、變化無常的風況;控制因素:任何一個環節控制不到位,均會導致隱患,從微小缺陷擴展成大缺陷,從而引起機械部分不可逆的損壞。
  因此,風電機組齒輪箱從出廠到淘汰報廢,我們要以全壽命周期管理理念,通過精心維護、科學管理來降低齒輪箱損壞率及下架率、縮短恢復時間,實現齒輪箱長壽命健康運行,提高機組利用率。
  現狀調查
  中國可再生能源學會風能專業委員會的資料顯示,國內裝機數量截至到2015年9月已超過8萬臺,雙饋型機組按照市場總容量估算約占5萬-6萬臺。這個數量也就是齒輪箱運行臺數,其中近4萬臺左右已在2012年前投入運行。
  經粗略估算,從2011年開始,齒輪箱年度下架率在逐年上升,如圖1所示。
  圖1所示的比例計算是基于所有在運行的齒輪箱臺數。若只按運行超過3年的齒輪箱數量為基數計算的話,下架率數值超出圖1中數值1倍以上,而且之后有急劇增加的趨勢。
  損壞原因概略分析
  齒輪箱損壞下架的原因很多,通過調查及數據統計,缺陷主要表現為:齒輪斷齒,齒面點蝕、磨損、剝落,內齒圈斷裂,行星輪損壞卡死,軸承磨損、內外圈跑圈等。
  引起這些缺陷的直接原因主要是因為齒部接觸不良,出現偏載,局部應力過大、引起微裂紋并逐步擴展,致使齒面燒傷、點蝕、剝落,導致齒的局部斷裂。而引起這些現象的間接原因與設計制造、材料及熱處理、運行維護、控制策略、環境等因素都可能有關。每一臺齒輪箱下架具體情況會不同,但一般來說,制造初始缺陷是潛在誘因,在使用過程中若載荷復雜、維護不當、不及時跟蹤處理會加速缺陷擴展。

標簽:

風電場 齒輪箱
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