风电机组发电机油脂升级改造的应用探讨

摘要：发电机是风电机组传动系统的重要部件，因其转速最快而很容易出现严重磨损，特别是当发电机轴承润滑不良时。本文对比研究了不同润滑脂对风电机组发电机轴承的使用影响，结果表明性能优异的润滑脂能明显降低发电机温度，减少轴承磨损，延长设备使用寿命，建议进一步推广使用。关键词：发电机轴承润滑脂引言龙源蒙西某风电场总装机容量99MW。一二期均为33台某1.5MW风机，分别于2009年6月和8月投产发电。现场全部66台风电机组的投运时间均已超过9年，目前机组包括润滑在内的各项问题比较严重，下表1是风电场近些年机组发电机故障统计，由此造成的非计划停机时间和损失电量相当可观，期间的维修费用也很多。表1风电场近些年发电机故障统计风电机组轴承故障会有多方面原因，如轴承生产质量欠佳、安装调试不当、对中不精、外来污染影响等，而设备全寿命周期的润滑往往是一个非常容易忽视但却是十分重要的因素。有研究表明，过早失效的轴承中，至少有36%是由于使用润滑剂的技术参数不正确或不足以满足应用上的要求所引起的，其不可避免的结果是：缺少正确润滑的轴承将会远在预期使用寿命到来之前就失效。而轴承通常是设备中最不易接近的部件，忽略润滑就会导致各种问题。一油脂稳定性对比目前在用的很多润滑脂稳定性差，在库房储存时就会出现明显的油脂分离，而润滑脂中多达80%~90%的含量均是基础油，一旦基础油大量流失，且设备的实际运行工况（温度和载荷等）远比库房储存环境恶劣得多，必然会导致上风机使用时各润滑部件的轴承和开齿欠润滑，进而使得摩擦副出现剧烈磨损，从而使机组表现为一系列润滑故障。在风电机组的各传动部件上，发电机由于转速最快，一旦由于油脂性能不佳，则很容易导致轴承摩擦磨损生热从而出现报高温故障。事实上，目前业内多家主机厂商已经初装更换成了某性能更好的油脂。图1某在用脂和新脂储存时都出现明显的油脂分离图2某K润滑脂的稳定性远胜其它产品二发电机温控数据对比风电场自2016年8月开始在53#和61#风机发电机试用某K油脂，下表汇总了2018~2016年8月（大风高温天）和11月（大风天）的SCADA数据（2018年8月为8.1~8.18的数据，所以表中数据不多），汇总整理如下。（由于该型机组SCADA数据缺失较多，连续3年能有完整数据的风机不多，上表汇总了试用组2台和随机挑选的能有连续数据的比较组4台风机做对比。）在试用组和比较组的驱动端和非驱动端轴承温度数据中可发现，61#风机驱动端以及8#和49#风机非驱动端的轴承温度数据均一直高于各自同组其他机组的对应数据，由此断定该风电场的机组由于运行时间已久，发电机轴承均已有不同程度的磨损（从表1中近些年风场陆续更换发电机及其轴承的数量可见），且在本报告所列的机组中以上述这三台对应的发电机轴承磨损尤为严重。当轴承磨损十分严重时，就超出了润滑所能改善的程度，在下面的比较分析中对这三台对应发电机轴承的温控数据不予考虑。三结论1、从不同年份的最终两组数据对比可以知道，使用某K油脂的发电机轴承温控数据比使用某S油脂的温控数据都要低，其中驱动端轴承温控数据最少能低4.6℃，最多能低14.3℃；非驱动端轴承温控数据最少能低8.2℃，最多能低21.8℃。一般认为，轴承运行温度降低5℃，其使用寿命能延长一倍。从上述温控数据对比，可以看出机组发电机的换脂效果很明显。2、基于已开展的实际使用情况和论证报告，表明某K油脂的试用已有明显效果，建议对全场风机的发电机推广使用，且越快越好。考虑机组投运时间已久，从现场每年更换发电机及其轴承的情况来看，发电机轴承均已有不同程度的磨损，且有些机组较为严重，为了最大限度得延长设备运行寿命以及减少非计划停机时间和损失电量及其维修费用，建议尽快对发电机油脂的选用进行优化。3、完善定期维护过程中的加脂操作规程：先排再加，边加边转，出脂为止。4、若可能，建议改造风电机组发电机的排脂系统，扩大排脂口，将原先封闭式的接脂槽改造成开放式接脂槽，这样能有效避免定检过程中万一有维护不到位的情况。图3为某外商机组采用开放式接脂槽且选用性能优异的某K油脂，排脂状况良好。图3某外商机组采用开放式接脂槽

5、特别强调：据了解，某K油脂凭借其卓越的抗磨损性能、良好的低温启动性能、优异的泵送性能等优势，已在很多主机厂商和业主公司广泛应用，不过其不可能具备修复功能，所以换脂后的轴承能有效延长其使用寿命，但对于投运时间已久的机组，此时发电机轴承已磨损十分严