NORDEXN60/1300风力发电机定桨距液压系统充氮机的应用

黄玉飞（黑龙江华富风力发电穆棱有限责任公司，黑龙江　穆棱　157500）

NORDEXN60/1300风力发电机定桨距液压系统充氮机的应用

黄玉飞
（黑龙江华富风力发电穆棱有限责任公司，黑龙江穆棱157500）

本文以黑龙江穆棱华富风电场德国NORDEXNN60/1300型风力发电机定桨距液压系统储能器及充氮工器具为研究对象，通过对充氮工器具的技改及整合开发一套适合风场储能系统的工具，从而降低风机日常维修、维护的费用，减少维护工作量，避免安全事故发生，既提高了风机的功率曲线，又增加了风机的发电量，达到了提升工作效率、节省费用的目的。

降低成本；发电量；项目实施

风电行业作为中国战略性新兴产业新能源行业中的一个分支，其发展速度远远超出了其他行业，风电目前已成为一种技术比较成熟、市场价值已为人所接受的新能源。但随着风电开发政策的收紧与严厉的弃风限电，使垂死挣扎在盈损线上的风电企业雪上加霜，面临着利润的进一步缩减。技术改造成为企业最大限度降低采购成本、提高废旧物资的可利用空间，缓解企业成本压力的一项基本措施。

一、我国风电发展和现状

近十年来，我国大型风力发电机制造业从零起步，目前已经掌握了机组整机和零部件的设计制造技术，但由于风电创新能力薄弱，对国外技术依赖较深，缺乏自主知识产权的核心技术，在整机总体设计和关键零部件设计制造技术上，仍是我国风机制造业长期发展的最大瓶颈。尤其在高技术含量和高附加值的关键部件质量和安全方面尚有待改进和提高，不能满足市场需求。而国外技术的备品备件因价格过高，维护成本高，不为风电场所首选。国产化改造成为我国各风电场降低成本的主要途径。在早期风电场由于运行年久，设备老化严重，致使出力下降；加之管理水平不高，使机组长期带病运行，从而加速了设备的损坏，这也是国内风电场存在的通病。建设成本、技术、管理、盈利水平等综合指标使风电场盈利困难，并且成为制约风电场发电量的首要问题。面对这种现状，穆棱风电场一方面加强了节能管理，强化小指标监督。另一方面加强技术改造工作，在对采用部件、预算金额、施工周期等逐项分析后，最终决定自主技术攻关。2015年6月改造完成，至今已稳定运行2个月有余。此次技改，不仅提高了作业效率，且选用的主要部件均为常规备件，实现了设备的完全国产化，减产了运行和维护费用，增强了设备质量的先进性和可靠性。

二、液压系统充氮工器具技改项目的意义

穆棱风场一期风机采用德国NORDEX公司生产的N60定桨1300KW风机，该风机采用液压系统控制风机的偏航、刹车而做为主要的储能机构是安装在液压系统的105BAR、45BAR氮气储能器，该储能器在近年由于老化及长期工作的原因，需要不间断的进行充氮工作。原充氮工具是由德国HYD公司生产，该工具价格昂贵且使用不当极易损坏，同时由于频繁使用造成工具磨损老化，由于目前国内非专业充氮瓶充氮只能充到110BAR，当使用充氮工具时只使用两次，就无法充到105BAR压力，剩余的氮气无法充出，造成极大的浪费。近年穆棱风场由于频繁充氮气，只能在哈尔滨找能充到120BAR的氮气瓶，不但价格昂贵、运输困难，且没有改变将瓶内全部氮气充完的现状，剩余的氮气高达80%不能被使用，由于充氮工具使用过频造成两组工具的报废损失到4万元，造成极大的浪费。

三、论文的研究思路

本文针对N60/1300型风力发电机现有的液压系统原理与使用，该风机的液压系统主要分为桨叶叶尖刹车系统、偏航系统、主刹车系统，液压系统的主要功能是向制动系统或液压、偏航系统的工作油缸提供压力油，由电动机、油泵、储能系统、油箱、过滤器、管路及各种液压阀组成，在定桨距风力发电机组中，液压系统除了提供机械制动动力外，还对机组的空气制动液压管路提供动力，控制空气与机械制动的开启，实现机组的开机和停机，在液压系统中储能系统起到很关键的作用，当定桨距风机停机时储能系统能够不断的提供压力从而保证风机能够安全停机。N60/1300型定桨距风机液压系统故障率降低后，缩短了不必要的停机维护时间，节约维修成本；同时国内其他风电场同类机型的风机均可做此改进，即可提高工作效率，节省费用。

四、项目的实施

2015年4月根据现场的实际需要，对N60充氮系统的改造进行立项，获得上级部门的审批，4月末按照计划完成对充氮系统改造，对充氮系统管路进行改造，5、6月份完成对充氮机改造、调试、试验。经过几次反复的试验于7月末进行投入试用，八月份正式投入使用。在改造过程中首先按照充氮工具的原理选择往复式充氮机，在选择的过程中决定使用旧式的充氮机，经过寻找找到一台多年不用的充氮机，经过比对原理完全符合N60风机充氮原理，在找到充氮机后，亲自动手将旧充氮机进行粉刷一新，接下来对充氮机的原有管路进行改造。采用两个钢管进行重新焊接一路接到氮气瓶、一路接到储能器两头与充氮机相连，接下来是对充氮机给电试验、调试经过多次的试验，终于达到了充氮的标准，将105BAR的储能器充满，由于旧式的充氮机是机械式的不易损坏，这样就可以用充氮机替代原有的工具了。接下来我们找到一瓶氮气量不足70%的氮气瓶将之与充氮机相连，第一次试验由于经验不足，在冲完氮气后依然使用使用原有的放气孔，放掉管路里的剩余氮气导制冲满的氮气被放掉来。虽然第一次尝试失败了，但在失败的基础上进行总结，将放气孔定在充氮机的机体上，进行第二步的试验。经过几次反复看着105BAR的储能器一点一点达到标准值，改造宣告成功，接下来几次的实验均取得成功。

结语

通过优化不断的试验，技改后的充氮机的使用能够提高充氮工器具的使用寿命，能够大大的提升氮气瓶的使用，同时由于充氮工器具的使用安全可靠性高，这样可以减少不必要的停机维护时间，节约维修、维护成本，降低风机维护工作量。通过更换充氮工器具，从而确保了储能器的安全使用，进而提高风机可利用率及恢复设计功率曲线，确保年可利用率达97%以上。综上所述，充氮机的使用大大提高了工作效率，节省了生产成本且具备推广性，可供同行业借鉴。

[1]陈立德.机械设计基础课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]姜继海，宋锦春，高常识.液压与气压传动[M].北京：高等教育出版社，2002.

TK83

A