集中润滑系统在风力发电机中的应用

2018-02-01霍啟铿

时代农机 2018年9期

霍啟铿

（河谷智能装备股份有限公司，广东佛山 528000）

为了降低故障发生的频率，延长风电机组部件的使用寿命，减轻运维人员的工作难度和安全风险，可以采用集中润滑的方式对风力发电组的主轴承、偏航轴承及齿面、变桨轴承及齿面、发电机轴承等重要运动部件进行润滑。

1 风力发电机集中润滑系统的优点

主轴承、偏航轴承及齿面、变桨轴承及齿面、发电机轴承等是风力发电机的重要运动部件，需要定期加注润滑脂以减轻部件的磨损。一旦这些部件因异常磨损需要更换，将会造成几十万甚至上百万的经济损失。在过去，一般是通过手动润滑的方式加注润滑脂，但是手动添加润滑脂往往不能准确的加注到需要润滑的部位，添加的油脂量也不好掌握，人为因素影响较大。油脂加注过多容易造成浪费，溢出的油脂不但污染周围环境，还会留下火灾隐患。油脂加注不足会使轴承润滑不到位，缩短轴承的使用寿命，增加运维频率，从而导致运维成本上升。为了解决以上问题，集中润滑系统应运而生。系统还具有液位探测报警和堵塞报警功能，当润滑泵储脂罐内油脂不足或管路堵塞时可以及时报警。

2 风力发电机集中润滑系统的原理

2.1 递进式集中润滑系统

递进式润滑系统主要由柱塞泵和递进式分配器组成。常见的递进式分配器有整体式和分片式两种结构。润滑泵内的柱塞机构在偏心轮的推动下作往复运动，润滑脂通过油管泵送到递进式分配器入口，分配器内的柱塞在压力油脂的推动下运动，排出油腔内部的油脂。通过控制分配器柱塞的直径或行程，可以精确控制分配器的排油量。当分配器的一个柱塞运行到极限位置时，在内部油路的作用下，下一个柱塞接着动作，不断循环。

2.2 单线式润滑系统

单线式润滑系统主要由柱塞泵和单线式分配器组成。单线式润滑系统与递进式润滑系统的润滑泵均为柱塞泵，主要区别在于单线润滑泵内部有用于卸压的电磁阀（或其他类似机构）和卸压油路。单线式润滑系统的工作过程如下：润滑泵运行时，主油路的压力上升，当油路压力足够大时，推动分配器内的柱塞克服弹簧力而动作，排出油腔内部油脂。在分配器排油的过程中，柱塞弹簧继续压缩，油路压力继续上升，直至柱塞运行至极限位置时，排油结束，油路压力快速上升。当油路压力达到设定值时，润滑泵卸压，分配器柱塞在弹簧力作用下复位，一个工作循环完成。

3 风力发电机集中润滑系统的应用

因为机型、设计理念、成本、运维周期等因素的差异，各主机厂对润滑系统的配置要求各有千秋，但总体趋势是自动润滑替代传统的手动润滑。

因为发电机轴的转速高，轴承的尺寸较小，油脂的需求量相比主轴承、偏航轴承和变桨轴承要少得多，所用的润滑脂也不一样，所以一般为发电机轴承单独配置一套润滑系统，润滑泵的储脂罐容量为1～2L即可满足运维周期需求。变桨轴承安装于旋转的轮毂上，为了适应旋转工况，润滑泵的储脂罐需要安装随动压盘，随动压盘在弹簧力的作用下使储脂罐内的油脂保持一定的压力以利于泵芯吸排油脂。由于变桨轴承的润滑点较多，通常采用一个一级分配器带三个二级分配器的方式进行润滑。

主轴承和偏航轴承安装于机舱上，对于小功率的机型，油脂需求量和润滑点数较少，为节省空间和节约成本，可共用一套润滑系统：一级分配器的一个出口连接一个二级分配器负责偏航轴承的润滑，余下的出口负责主轴承的润滑。对于大功率的机型，油脂需求量较大，为了满足运维周期的要求，主轴承和偏航轴承往往独立各自使用一套润滑系统。

为了避免轴承排出的废油污染环境，还需要在轴承上安装主动式或被动式的废油收集装置，常见的废油收集装置有油脂收集瓶。