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风力发电齿轮箱运维现状及其未来趋势相关分析

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：侯帅

[导读] 摘要：风力发电齿轮是风力发电机的重要组成部分，对风力发电机的正常运行具有十分重要的影响。

        （南京高速齿轮制造有限公司）
        摘要：风力发电齿轮是风力发电机的重要组成部分，对风力发电机的正常运行具有十分重要的影响。但是由于各种因素的影响，风力发电齿轮箱会出现一些故障，这在很大程度上增加了风力发电的成本投入。本文主要分析风力发电齿轮箱的运维现状以及未来发展趋势，从而切实提高风力发电齿轮箱日常运行的稳定性，为我国风力发电项目的进一步发展奠定夯实的基础。
        关键词：风力发电；齿轮箱；运维现状；未来趋势
        一、风力发电齿轮箱的运维现状
        目前，我国风力发电齿轮箱的运维现状主要表现在以下几个方面：其一，运维规范和运维标准有待完善。在风电行业的发展过程中，主齿轮箱的规格较为繁杂，并且不同制造商的生产能力和技术水平也存在着较大的差异，加之其相应的标准体系尚未建立健全，这在很大程度上影响了风力发电齿轮箱的整体质量。其二，运维人员的技术水平较低。在开展风力发电齿轮箱运维的工作实践中，部分工作人员并未接受过系统专业的教育培训，他们的日常操作主要是以制造商的产品说明书为主，加之风力发电齿轮箱运维的工作环境较为恶劣，因此专业人员的流失率相对较高。其三，监测设备缺乏。当前风力发电齿轮箱的监测设备主要是通过传感器监测轴承温度、油压力以及润滑油的温度，其监测设备的普及范围相对较窄，并且无法对风力发电齿轮箱的整体状况进行随时随地的监测，因而其风力发电齿轮箱的故障并不能得到有效预防。其四，机型繁多备件困难。对于当前风电行业的发展而言，各个制造商生产的风机机型存在着较大的差异，因而风力发电齿轮箱之间并不具备互换性，其维修备件需要单独储备，维修技术也需要单独开发。其五，早期的齿轮箱技术和齿轮箱质量可靠性较低。在国家大力支持绿色清洁能源开发利用的时代背景下，风电行业的发展速度十分迅猛，但是其技术水平和整体质量并不能满足风电行业的发展需求，甚至部分风力发电齿轮箱未能经过严格有效的样机试验，就被生产制造商进行大批量生产，这在很大程度上增加了风力发电齿轮箱发生故障的频率。
        二、风力发电齿轮箱运维的未来趋势
        （一）精细化运维
        风力发电齿轮箱的精细化运维主要是指根据风力发电齿轮箱往年的运行数据，结合风力发电齿轮箱的内在结构，与风力发电齿轮箱的制造商共同制定行之有效的运维要求和运维计划，从而切实提高风力发电齿轮箱的运维效果。与此同时，相关部门还要根据运维要求和运维计划，对技术人员进行专业培训和技能提升，从而进一步提高技术人员的整体水平和综合素养。
        （二）检修的规范化和标准化
        在风电行业的发展过程中，相关部门和风力发电齿轮箱制造企业已经联合编制并发布了《风力发电机组主齿轮箱检修技术规范》，这在很大程度上填补了风力发电齿轮箱检修规范的空白，标志着我国风力发电齿轮箱检修工作正在呈现规范化和标准化的发展趋势，这对风力发电齿轮箱检修市场的可持续发展产生了十分积极的影响。
        （三）预测性智能运维
        预测性智能运维主要是指通过风机和齿轮箱上的传感器以及CMS系统，有效监测风力发电齿轮箱的运行数据，并以此为基础科学合理地评估风力发电齿轮箱的故障类型和使用寿命，并根据预测结果切实做好以下几方面的工作，其具体内容如表1所示：
                                                                           表1：预测性智能运维

        （四）智能化监控系统
        在当前风电行业的发展过程中，CMS系统在风力发电齿轮箱监控系统中扮演着重要的角色，它可以在齿轮箱发生故障时进行自动报警，但是还系统并不能有效分析齿轮箱的故障部位和故障原因，因此还需要借助人工分析振动频谱来开展检修工作。对于风力发电智能化监控系统而言，其发展方向主要在于加强CMS系统与分析频谱之间的有效结合，并且切实提高系统的灵敏性，有效提前发现故障的时间。
        （五）优化性能技术改革
        为了促进风电行业良性发展，相关部门必须结合当前的信息技术，不断优化风力发电齿轮箱的性能技术改革，从而切实提高风力发电齿轮箱的稳定性。在此过程中，相关部门要切实做好以下几方面的工作，其具体内容如表2所示：
                                                                           表2：性能技术改革

        结束语：
        随着政府对风力发电行业的不断重视，我国的风电行业正在呈现出良好的发展趋势。针对这种情况，相关部门必须对风力发电齿轮箱运行的安全性和可靠性给予足够的重视，并深入分析风力发电齿轮箱的的发展现状，有效结合当前先进的信息技术和科学研究，切实促进风力发电齿轮箱的智能化、精细化以及规范化发展，从而为我国风电行业的可持续发展奠定夯实的基础。
        参考文献：
        [1]胡志红,张秀丽,张向军, 等.风电机组齿轮箱故障评价方法研究现状[J].设备管理与维修,2018,(2):31-35.
        [2]朱建乐.风力发电机齿轮箱故障诊断系统的设计与实现[J].建材发展导向（上）,2019,17(9):359.