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　　摘　要：本文針對目前兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用的變槳軸承的集中潤滑系統(tǒng)，結(jié)合其基本工作原理，從實踐角度介紹幾種機(jī)組運行過程中出現(xiàn)的一些關(guān)于集中潤滑系統(tǒng)的問題與故障，現(xiàn)場的處理方法，以及針對現(xiàn)場故障原因的初步分析，從而前瞻性地為預(yù)防類似故障發(fā)生，和提高機(jī)組可利用率，提供一些有益的幫助。
　　關(guān)鍵詞：兆瓦級；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；變槳軸承；集中潤滑
　　0　引言
　　為了簡化變槳軸承的定期潤滑與維護(hù)工作，越來越多的風(fēng)電機(jī)組開始采用集中潤滑系統(tǒng)。集中潤滑系統(tǒng)有效地降低了現(xiàn)場維護(hù)的工作強(qiáng)度，使軸承滾道與輪齒得到持續(xù)潤滑，降低了由潤滑不良引起的變槳系統(tǒng)故障與變槳軸承失效的概率，進(jìn)而有效降低了變槳系統(tǒng)的維護(hù)成本和由于變槳軸承失效造成的更換成本。
　　但是由于集中潤滑系統(tǒng)是一個集成了電氣、機(jī)械與液壓等多方面設(shè)備元件的復(fù)雜系統(tǒng)，環(huán)境溫度、機(jī)械振動、潤滑介質(zhì)的特性，以及潤滑系統(tǒng)元件的可靠性，都有可能會引起潤滑系統(tǒng)的故障。并且集中潤滑系統(tǒng)運用到風(fēng)電機(jī)組的時間不是很長，由于技術(shù)與經(jīng)驗積累還不完善，潤滑系統(tǒng)供應(yīng)商與軸承廠家、整機(jī)廠家之間的溝通也不夠充分，所以集中潤滑系統(tǒng)注油參數(shù)的設(shè)置不合適，會造成潤滑不充分或注油過多甚至溢出。
　　本文首先介紹兆瓦級風(fēng)機(jī)的集中潤滑系統(tǒng)的原理，然后針對集中潤滑系統(tǒng)目前存在的一些問題，結(jié)合現(xiàn)場工作得到的經(jīng)驗教訓(xùn)，介紹集中潤滑系統(tǒng)常見的幾類故障，引出現(xiàn)場使用過的幾個解決方案，從而為有效提高風(fēng)電機(jī)組可利用率提供一些參考。
　　1　集中潤滑系統(tǒng)原理
　　目前風(fēng)機(jī)上的自動潤滑大部分采用的遞進(jìn)式分配器，其原理是通過依次擺動定量柱塞的方式，把油脂送到潤滑點。泵的壓力可以完全作用到每一個點上，因此，系統(tǒng)可以很容易通過安全閥進(jìn)行監(jiān)控。如果某個潤滑點不能通過分配器得到潤滑，有堵塞情況發(fā)生，系統(tǒng)會產(chǎn)生之前設(shè)定的高壓，潤滑脂從安全閥處溢出。該風(fēng)機(jī)上的安全閥帶有回油裝置，能將溢出的油脂回送到泵內(nèi)，避免了油脂溢出所形成的環(huán)境污染。
　　如圖一所示的一個變槳軸承和齒的自動潤滑系統(tǒng)圖為例，通過泵內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動潤滑脂通過泵單元輸送給主分配器，主分配器中的三根管路輸送給三個二級分配器，另外三條管路分配給三個變槳潤滑小齒，再通過三個二級分配器分別與三個變槳軸承的注油孔連接，另外軸承上的出油孔與集油瓶連接，以便收集多余油脂。其中軸承和潤滑齒的潤滑量通過主分配器按一定比例設(shè)計，Z后通過控制系統(tǒng)定時定量的自動加注，達(dá)到以特定的時間間隔自動為變槳軸承滾道的摩擦接觸點或面以及外齒面提供滿足其質(zhì)量要求的新鮮潤滑脂，以確保軸承、齒輪達(dá)到Z佳的使用狀態(tài)并延長使用壽命。
　　2　集中潤滑系統(tǒng)常見故障及原因分析
　　變槳軸承的集中潤滑系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的手動潤滑，由于引入電氣與機(jī)械系統(tǒng)，系統(tǒng)可靠性降低，不可避免地提高了故障發(fā)生的頻率；同時，風(fēng)電機(jī)組運轉(zhuǎn)過程中的振動，使集中潤滑系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)也承受著一定程度的可靠性風(fēng)險。下面結(jié)合現(xiàn)場調(diào)試和運行過程中遇到的實際問題，主要從機(jī)械系統(tǒng)角度，提煉了以下若干項常見的故障：
　　2.1 變槳軸承密封圈漏脂
　　圖二中所示是泄漏潤滑脂清理之后的狀態(tài)。此現(xiàn)象在傳統(tǒng)的手動潤滑方式中通常是由于密封結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理或安裝過程質(zhì)量控制不到位所致。但是在集中潤滑系統(tǒng)中，如果壓力泵或輸脂管中的空氣未完全排空，空氣將隨著潤滑脂進(jìn)入軸承滾道，造成軸承滾道內(nèi)局部壓力過大，進(jìn)而撐開密封圈，造成嚴(yán)重漏脂。潤滑脂的泄漏一方面會造成軸承滾道局部的潤滑不足，降低變槳軸承的有效工作壽命；另一方面大量泄漏的潤滑脂會污染葉片根部。因此，集中潤滑系統(tǒng)的安裝完成后，在出廠前需與變槳傳動系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。在潤滑泵有效排出空氣的基礎(chǔ)上，通過實際運行潤滑系統(tǒng)檢驗滾道中是否有殘存的空氣，并充分排除之。
　　2.2 分配器漏脂
　　相較于傳統(tǒng)的人工注脂，集中潤滑系統(tǒng)增加了同時對軸承上各個注油點進(jìn)行注脂的分配器，提高了加脂效率；但是分配器的增加，造成潤滑脂泄漏的概率增加。由于通常二級分配器的出脂口數(shù)量大于一級分配器，潤滑脂溢出多數(shù)出現(xiàn)在滾道潤滑的二級分配器，如圖三所示。與軸承密封圈漏脂類似，二級分配器的潤滑脂泄漏會造成軸承潤滑不足，降低軸承工作壽命；同時，溢出的潤滑脂使輪轂內(nèi)的維護(hù)工作難度加大，甚至造成著火、滑倒等安全隱患。
　　二級分配器潤滑脂泄漏的原因主要包含以下兩種：1.注脂管未有效插入分配器接口（出脂口） ；2.分配器內(nèi)部存在堵塞。
　　針對個原因的解決方案是嚴(yán)格控制工廠裝配質(zhì)量，并加強(qiáng)裝配技術(shù)培訓(xùn)；第二個成因的解決方案，則是工廠檢測過程中的潤滑系統(tǒng)試運行，試運行可以將集中潤滑系統(tǒng)的故障提早暴露出來，通過改進(jìn)避免到風(fēng)場解決，從而有效降低維護(hù)成本。
　　2.3 軸承輪齒潤滑不充分
　　集中潤滑系統(tǒng)中，軸承輪齒的潤滑是通過潤滑小齒與變槳驅(qū)動齒輪嚙合涂脂實現(xiàn)的，如圖四所示。潤滑小齒輪固定在輪轂肋板上，與變槳驅(qū)動齒輪嚙合，將潤滑脂均勻附著在變槳小齒輪上，以減小其齒面磨損，提高工作壽命。
　　如果潤滑小齒輪的寬度小于變槳小齒輪與軸承輪齒的嚙合寬度，或者潤滑小齒輪與變槳小齒輪在齒輪寬度方向未對齊，就有可能造成變槳小齒輪與變槳軸承的傳動副局部沒有得到潤滑，降低變槳小齒輪和軸承的使用壽命。該故障可以通過嚴(yán)格控制設(shè)計與裝配質(zhì)量來避免。
　　2.4 輸油管堵塞問題
　　由于集中潤滑系統(tǒng)引入壓力泵為潤滑脂的輸送提供動力，因而壓力泵的排空問題同樣存在于潤滑系統(tǒng)。圖五所示的故障是由于壓力泵啟動前未完全排出空氣，造成輸脂管路的堵塞。
　　除此以外，潤滑脂的粘度也是潤滑脂輸送管路堵塞的一個原因。由于國內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組主要安裝于東北、西北、華北的寒冷區(qū)域，潤滑脂在冬季低溫環(huán)境下的粘度明顯降低，流動性變差，進(jìn)而造成潤滑脂流動不暢，甚至堵塞輸脂管。潤滑脂流動不暢會造成軸承滾道與輪齒潤滑不充分，管路堵塞則可能會使整個潤滑系統(tǒng)失效，造成致命影響。
　　壓力泵的排空可以通過嚴(yán)格遵守壓力設(shè)備的安裝說明操作來實現(xiàn)；而針對管路堵塞問題，則須在潤滑脂的選型過程中，依據(jù)機(jī)組的運行環(huán)境條件慎重選擇來有效避免。
　　2.5 潤滑系統(tǒng)可靠性問題
　　集中潤滑系統(tǒng)的可靠性問題分為機(jī)械與電氣兩個方面。由于集中潤滑系統(tǒng)位于旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪內(nèi)，而風(fēng)輪與外界環(huán)境連通，因此系統(tǒng)的可靠性會同時承受離心力、振動與環(huán)境溫度三方面的考驗。
　　影響系統(tǒng)可靠性的因素中，振動造成的故障Z為常見。圖五是風(fēng)電機(jī)組運行過程中，由于振動使?jié)櫥↓X輪支架斷裂失效，潤滑小齒輪被卷入變槳小齒輪與變槳軸承的傳動副，使變槳系統(tǒng)無法運轉(zhuǎn)，進(jìn)而造成故障停機(jī)。針對該故障，對原支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增加強(qiáng)度并對連接螺栓采取了防松措施的解決方案。由于振動引起的故障與離心力不同，無法精確判斷其作用方向、大小與頻次，并且輪轂內(nèi)部的維護(hù)難度相對機(jī)艙更大，因而難以準(zhǔn)確的做出對應(yīng)的預(yù)防措施，或及時對故障做出預(yù)警。所以針對集中潤滑系統(tǒng)，必須采用更大的安全系數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，增加防松措施，嚴(yán)格控制裝配質(zhì)量等多方面手段來防止振動故障的發(fā)生。
　　除了對機(jī)械系統(tǒng)的影響，振動通常還會使?jié)櫥到y(tǒng)控制器內(nèi)部的電纜連接發(fā)生松動，無法控制潤滑系統(tǒng)正常工作，造成故障停機(jī)。
　　溫度對系統(tǒng)可靠性的影響主要體現(xiàn)在潤滑系統(tǒng)零部件的材質(zhì)方面。低溫型風(fēng)機(jī)集中潤滑系統(tǒng)的電纜表層材質(zhì)，在低溫環(huán)境下（-40℃）要能保持韌性，從而有效保護(hù)內(nèi)部的光纖不被折斷。低溫環(huán)境的風(fēng)場有時在風(fēng)況并不惡劣的條件下，也出現(xiàn)的通信和潤滑故障便是由此原因造成的。目前對于低溫環(huán)境造成的可靠性問題，主要的解決方案是使用具備耐低溫工作條件的電纜。
　　離心力對系統(tǒng)可靠性的影響，由于其方向與大小的可預(yù)見性，通常在設(shè)計過程中已經(jīng)采取了有效的防范措施，因而出現(xiàn)故障停機(jī)的機(jī)會很少。
　　3　結(jié)論
　　集中潤滑系統(tǒng)的優(yōu)點不言而喻，但是為了Z大限度的發(fā)揮其優(yōu)勢，減少故障的發(fā)生，裝配與調(diào)試過程中，需要做到以下幾點：
　　（1）嚴(yán)格控制裝配質(zhì)量，避免小的疏忽，造成大問題；
　?。?）出廠前，進(jìn)行一段時間的試運轉(zhuǎn)（連續(xù)運轉(zhuǎn)時間Z好不少于6小時）；
　　（3）調(diào)試過程中與潤滑系統(tǒng)供應(yīng)商密切溝通，選擇合適的潤滑時間設(shè)置。
　　盡管集中潤滑系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的手動潤滑，存在一些問題需要解決，但是通過實際經(jīng)驗的積累，以及針對故障有效的持續(xù)改進(jìn)，集中潤滑系統(tǒng)相對手動潤滑的效率與省力優(yōu)勢必將更加明顯，從而是風(fēng)電機(jī)組的可利用率得到進(jìn)一步的提升。