浅谈风力发电设备后市场运维润滑技术服务

莫悚 苗世荔

中国石化润滑油有限公司华北销售中心

风力发电设备后市场运维机遇和挑战是并存的，随着风力发电的规模越来越大，装机数越来越多，风电运维的后市场也会越来越庞大，而且将会是长期稳定、具有活力的。目前，润滑油行业在风电领域仍然以国外用油为主流，国产的长城润滑油在“技术+市场+服务理念”的引领下，有后来居上的趋势。

目前，风电运维后市场急需规范，风电设备润滑油后市场更需要高质量的技术服务团队，仅仅提供优质产品已经不能满足用户需求，更需注重加强规范风电运维后市场的服务流程和团队建设。本文结合长城润滑油的特点，总结了风力发电设备后市场运维润滑技术服务流程及应用情况，提出了改进的风力发电设备后市场运维润滑技术服务流程及模式。

风电行业装机量现状

目前，我国风电装机容量累计容量及新增容量均在快速扩容，风力发电设备后市场运维需求随之增大，同时，伴随着大批量风机运转达到及超过五年的质保期，我国风电运维市场将得到迅速发展。润滑油换油服务作为风力发电设备后市场运维的一部分，也将迎来新的发展机遇。

总装机容量

根据中国风能协会数据，2017年，全国累计装机容量达到18 839万kW，较上年增长11.65%。全国（除港、澳、台地区外）新增装机容量1 966万kW，同比下降15.9%；累计装机容量达到1.88亿kW，同比增长11.7%，增速放缓[1]。2008—2017年我国新增及累计风电装机容量见图1[1]。

区域装机情况

2017年，风电新增装机容量为1 966万kW，中国六大区域的所占比例分别为华北（25%）、中南（23%）、华东（23%）、西北（17%）、西南（9%）、东北（3%）。“三北”地区新增装机容量占比为45%，中东南部地区新增装机容量占比达55%[2]。

本文介绍了风电行业装机量、设备润滑及油品维护现状；并针对国外油品在中国的服务模式现状，提出了改进的风电行业润滑技术服务流程及模式。通过这一规范的润滑服务模式，长城风电设备专用油已经替代部分风场原使用的国外品牌油品。

风电机组制造商装机情况

2017年，中国风电统计有新增装机的整机制造企业共22家，新增装机容量1 966万kW。其中，金风科技新增装机容量达到523万kW，市场份额达到26.6%；其次为远景能源、明阳智能、联合动力和重庆海装，前5家市场份额合计达到67%[1]。2017年中国风电整机制造企业新增装机容量见表1[3]。

表1 2017年中国风电整机制造企业新增装机容量

风电开发商装机情况

截至2017年底，中国风电开发企业累计装机容量以国字号企业为主，其中国能投3 768万kW，居首位；华能集团1 903万kW，是国能投的一半左右；三峡集团423万kW，在国有单位里装机容量最小。其他单位装机容量约5 459万kW[2]。截至2017年底的中国风电开发企业累计装机容量见图2[3]。

风电行业用油维护现状

风机的主要润滑部位包括主齿轮箱、偏航变桨齿轮箱、液压系统、冷却系统、主轴轴承、发电机减速机轴承、偏航变桨的齿圈轴承等。其中，齿轮箱用油量约占整个风机用油的3/4，主要使用合成型的齿轮油。另外，液压油、润滑脂、防冻液等产品的用量约占1/4。由于风场风机运行地理位置偏远，工作环境恶劣，环境温差大，湿度变化大，再加上登高作业，润滑油换油及维护比较困难，所以会选择合成型的齿轮油来延长换油周期。

用量及换油周期

风机齿轮箱用油量较大，每台风机大约需要装机170 kg油量，另需冲洗油约170 kg，换油周期约为5年，根据风机装机累计保有量测算，2018年风力发电设备中齿轮箱更换润滑油的换油量约可达到5 000 t，每年则跟随装机量递增的趋势增长。

润滑油换油方式

起初风场更换润滑油的方式为人工换油。风机塔筒较高，一般高度为90 m左右，风机齿轮箱在塔筒顶部的机头内部。人工换油时，必须将油品分装成小桶后，运至机头内部，在内部操作进行换油，废油也要同样的方式运下来，所以非常不方便。这种方式操作流程简单，节省成本，但仅仅是旧油排放后进行新油加注，旧油及污染物难以排放干净，难以完全达到换油的效果。

目前使用换油车进行油品更换。换油车内部自带储油箱，分为新油油箱，冲洗油箱、旧油油箱。排掉旧油后，首先加注冲洗油进行内部循环冲洗后，放出；再加注新油，保证油品的清洁。这种方式可以有效清理内部污染物，避免旧油残留，起到很好的换油效果。用换油车更换润滑油既方便快捷，又能彻底清洁油箱，是主流的换油方式。

风场业主选择润滑油合作伙伴的方式

随着装机数量的增多和使用时间的延长，风机的润滑维护保养逐渐成了重要问题。目前，选择润滑油有以下几种方式：

◇风场业主自主选择润滑油，如此业主的话语权增大，但承担的风险较高；

◇主机厂商的推荐指导仍然起到主导作用；

◇风电后市场运维公司推荐；

◇润滑油厂家推荐。

风场业主维护现状

风电机组的日常运行维护越来越重要。维护人员需要进行远程故障排除、运行数据统计分析和故障原因分析。同时，要及时维护发现故障隐患，减少故障发生，维护人员需要定期检修风机和日常排故维护。由于工作量较大，尤其忽视润滑油的日常管理维护。

风场维护人员往往会忽视润滑油的巡检，没有意识到正确选用和关注润滑油状态变化的重要性，不了解检测润滑油性能指标变化、判断是否换油，是保护设备、防止设备发生磨损的关键，而仅仅是根据设备厂家提出的换油周期定期换油。

后市场维护标准制定情况

目前，风力发电设备后市场运维的标准化、信息化、专业化较低，行业急需规范。由中国石化润滑油公司牵头制定了风力发电机组专用润滑剂国家标准GB/T 33540，包含轴承润滑脂、开式齿轮润滑脂、变速箱齿轮油、液压油4个部分。该标准于2017年3月9日发布，2017年10月1日实施。这一标准对风电后市场及整机厂对润滑油的选择起到了指导作用。

综上所述，风机数量在每年递增的同时，风机的换油量会逐渐增多，因此在风机后市场运维润滑油用量稳定增长的同时，规范市场、提升技术服务支持非常关键。

风电行业润滑技术服务改进

根据对风场风机维护现状的分析，除提供品质优异的润滑油产品外，更需要针对该行业的特点进行润滑技术服务流程、模式的提升和改进。

国外油品的技术服务模式现状

由于中国风电领域建设初期，风电设备多为国外进口，故国外品牌的润滑油脂随进口设备共同进入中国，占领了初期风机润滑油市场100%的份额，但其价格高昂，甚至达到8万元/桶（170 kg）。风电设备的换油周期一般为3～5年，风电场运维人员由于不了解润滑油，频频依赖于进口品牌，外油占领市场多年。

采用SWOT分析法对国外品牌油品技术服务模式的优劣势进行了分析，见图3。

由图3可见，国产润滑油若想争夺风电润滑市场，首先要改进技术服务模式，指导风电行业用户认知国产润滑油，加强客群关系维护，规范服务标准。

长城润滑油风电行业技术服务的改进

针对国外油品在中国的服务模式现状，长城润滑油为提升风电领域整体技术服务水平，改进现有服务流程，维护中国风场用户，提出了改进的风电行业技术服务流程及模式。

提供用油诊断服务，为用户量身打造设备润滑用油解决方案

首先是进行需求及现状调查，具体步骤如下：

◇现场访问。与用户的多个相关部门人员沟通，了解采购人员意向、仓储管理人员意向，最关键是当面或电话形式与现场工作人员交流沟通，获得设备名称、设备使用年限、设备运转状况、用油信息、换油周期等情况，并做好记录。沟通过程中，也是相互影响、客群关系维护的过程。

◇现场观察。与设备管理人员共同到风场现场，观察风机设备实际运转状态，观察风机润滑是否有跑冒滴漏等现象，通过询问等方式进行记录。通过观察运维工人实际操作行为和表现来进行推测和判断。

◇提取油样分析。在合作意向较强烈的时期，进行油样采集与分析。通过检测结果，判断风机设备使用情况和磨损情况。给出初步的用油建议计划书。

之后是签订用（试）油协议，要求与风场用户进行细节沟通后，明确服务内容：

◇设备及用油情况。

◇履行方式。我方所提供的服务项目，风场方需要配合的项目。

◇具体的实施过程，施工质量要求。

严把润滑油加注关，在标准化流程上胜过进口油

采用专业的加注过滤设备、专业的油品运输车辆，排除了环境及老旧设备污染等因素，避免油品在使用前的二次污染，圆满解决用户的用油安全问题。制定了现场实施服务流程细则，覆盖内容见表2。

开展油品监测采集类服务，积累大数据信息

油品分析有两个目的，一是检测被润滑的工件质量，二是检测润滑油的质量。由于摩擦副的相对运动会导致零件的磨损，而磨损的直接表现是润滑油中将蕴含大量的磨损颗粒[4]。

通过为用户风机设备提供定期油液监测服务，为风电用户制定完善的在用油分析整套体系，科学确定换油周期，关注设备磨损状态，降低设备使用风险。

换油完毕后的注意事项如下：

◇风机正常运转30 min后，对油品进行取样，作为状态监控基准数据进行存档；

◇风机运行6个月之后，再提取一份油样进行分析，与参考样品的分析结果作对比。之后每年化验一次油样，监控主要指标的变化值与变化趋势，从而判断油品的使用情况、各项理化指标的变化情况及设备的磨损情况[5]。

按照风电行业润滑油检测标准，进行取样分析后，将数据上传系统。根据用户设备情况，包括品牌、使用年限、齿轮箱品牌的差异，分类进行数据留存，以便分析设备状态及磨损情况。根据检测结果与用户开展现场交流，及时反馈。

增加企业润滑管理培训服务，强化国产品牌认知

通过与风电企业交流，举办设备润滑管理培训，帮助用户了解润滑油行业，了解中国润滑油技术水平和在行业中的地位，熟悉润滑油基础及用油常识，从使用及管理上节省成本，达到降本增效的效果。

表2 现场实施服务流程细则的内容

长城润滑油与运维公司合作服务模式的探索

在风电运维后市场，包括开发商、整机商、独立第三方企业等纷沓而至，抢夺市场份额。其优势在于了解风机设备情况，熟悉风场环境，劣势在于不熟悉润滑油知识，难以承担引入该项服务的风险。因此，中国石化润滑油有限公司作为专业化的生产服务商，正在探索与运维商的合作模式，帮助运维人员提升润滑油专业水平，协助运维商开启增值服务管理。

长城风电专用油在风电场实现应用的技术服务典型案例

根据上述流程，长城润滑油技术支持人员与市场人员共同努力，取得部分用户认可。以长城320号风力发电设备传动系统专用油（简称长城风电专用油）在宁夏某风场的应用为例，其技术服务历程如下：

◇2015年7月，技术支持人员到宁夏某风场进行调研，了解设备的基础信息，与设备管理人员开展交流，获知设备用油情况及润滑难点。

◇2015年9月，技术支持人员到宁夏某风场进行现场交流，结合调研的内容，从长城润滑油企业宣传、风电专用油品的生产工艺、生产流程控制、长城风电专用油获得的认证、产品性能特点、技术服务等方面进行交流，得到用户认可。

◇2015年10月，宁夏某风场认可使用长城风电专用油，开始签订技术协议，规定服务的内容及双方权利义务。

◇2015年11月，开始提供换油服务，按照协议规定，由换油车进行现场操作，更换长城风电专用油，更换后留取油样。

◇2016年2月、5月、11月分别取油样，并由技术支持人员进行送样检测，同时进行典型数据分析，并及时反馈给用户。

◇2016年12月，技术支持人员根据检测数据进行数据比对分析，分析油品主要指标的变化，结果见表3。

跟踪检测结果表明，油品铁含量稍有增高，属正常范围内；铜含量、黏度变化均在正常范围内。应用试验结束后，经过跨季节考验的油品仍然保持在优质状态，产品能够胜任不同气候环境条件的考验，齿轮齿面状态完好，机组保持了正常运行状态，说明长城风电专用油可以满足设备正常运转的要求。

结束语

通过对国外品牌油品的技术服务现状进行优劣势分析，找出国产品牌润滑油在风力发电设备后市场运维中的竞争机会，并有针对性地进行服务模式的提升，同时细化服务准则和工作流程。根据风电行业概况和后市场运维现状，长城润滑油牵头制定了风力发电机组专用润滑剂国家标准，在该领域起到规范作用。

表3 长城风电专用油应用过程中主要指标变化

科学合理化的风电润滑技术服务可以帮助用户主动预防、避免因润滑不到位导致设备发生的故障。通过规范的润滑技术服务模式，长城风电设备专用油已经替代部分风场原来使用的国外品牌油品。

风力发电设备后市场运维已开启“智慧”时代，用户需要更规范的服务商，享受更专业的服务。该领域将出现新的发展机遇。润滑技术服务作为风力发电设备后市场运维的一部分，规范的服务流程和模式将促进行业的健康发展。长城润滑油在提供优质产品的同时，会继续摸索行业特点，探寻多种提升服务质量的新的润滑技术服务模式，促进风电行业设备用油的国产化替代。