李刚
中国水电顾问集团风电张北有限公司 河北省 张家口市 075000
摘要：在风电场的运行与维护过程中，出现机齿轮油劣化现象较为频繁，出现这类问题的根本原因通常是风电机组齿轮泡沫的特征或液相锈蚀超标，造成齿轮性能下降，因此需要做好科学的防护。本文主要通过对齿轮油劣化现象进行研究，分析导致齿轮油劣化的具体原因，探讨如何通过解决齿轮油劣化问题，提高齿轮的整体性能。
关键词：风电场；风机；齿轮油劣化
引言：在风电场风机的运行过程中，出现齿轮油的劣化现象会导致齿轮性能下降，对风机的整体运行造成影响。通过油再生技术能够有效恢复劣化的齿轮油性能，将齿轮油重新投入使用。在对再生油进行检测之后，发现其性能与新油不相上下。因此再生油技术能够有效解决风机齿轮油劣化的问题，提高齿轮油的使用寿命，提高风电场的整体工作效率，减少资源损耗。
?风电场风机常用齿轮油特征
风机齿轮油通常由基础油和复合添加剂组成，基础油的功能是保证润滑油的粘度和低温流动性，聚α烯烃齿轮油由于其良好的基础特性，在风机齿轮油中较为常用，通过添加消泡剂、防腐剂、挤压抗磨剂、抗氧防腐剂等复合添加剂，能够为齿轮油添加防腐性、防锈性、抗磨性等特性，能够满足风机运作中的各种需求。
聚α烯烃齿轮油在风机齿轮箱中主要负责润滑、散热、清洗、防腐等工作。齿轮油通过在机械零件之间产生高强度油膜，来降低部件之间的摩擦力，保证部件不会因为干摩擦出现磨损或者损伤。润滑油的循环流动性能够降低部件摩擦导致升高的温度，并将部件摩擦过程中产生的杂质清洗带走，由风机滤芯拦截收集。另外金属表面附着有润滑油的情况能够减少与空气的接触，防止出现腐蚀。
在实际使用过程中，对于齿轮油的使用，可以针对一些可能出现的问题进行复合剂的添加，减少出现相应故障的风险，由于机组设备精密性较强，需要通过合理的手段来进行齿轮油的选择与维护。
在机组运行的过程中，齿轮油与空气进行接触会导致因为氧化出现的齿轮油劣化现象，使风机的整体性能有所下降，相关人员需要及时解决问题，防止齿轮油劣化导致的安全隐患，影响生产效率。对风机齿轮油的劣化问题进行分析，找出根本原因所在，能够快速解决问题，提高风机性能，提高齿轮的使用寿命，降低部件损耗带来的成本投入[1]。
?风机齿轮油出现劣化的问题分析
（一）问题的成因
风机齿轮油出现劣化的成因相对复杂，通常是由于齿轮油与空气的长期接触造成氧化导致的劣化，在选择油品添加剂的过程中，可以通过添加抗氧化剂来防止齿轮油出现氧化，但是齿轮油中氧化剂的含量会随着使用时间越来越长，出现明显降低，齿轮油在氧化之后会出现一些极性劣化产物，齿轮油的氧化会表现出一些外在特征。例如颜色的加深，氧化之后的齿轮油不会丧失粘性，但是腐蚀性会变强，泡沫现象也会相应加重。
齿轮油中的PAO分子链会随着齿轮油的劣化发散出现链式反应，加快氧化的过程，导致劣化产物越积累越多，劣化物质积累到一定程度之后会出现油泥物质，破坏机械设备表面覆盖的油膜，影响机器的散热效果。风机长期无法正常散热，会导致冷却单元出现故障，堵塞风冷散热器，长久以来温控阀会随之失效。风机长期在高温环境下运行会导致劣化反应的加强。
在风机运行过程中的除杂滤芯无法硬度金属磨损颗粒的出现，金属颗粒在齿轮油中的出现使齿轮油出现更加严重的劣化现象，导致风机中油膜质量的下降，润滑性能大打折扣，腐蚀机械部件。机组散热系统随之出现问题，效率严重下降，影响了风电机的整体运行。针对这一问题需要有效提高齿轮油的稳定性，保证风机的油膜强度。
在风机运行过程中，技术人员可以通过利用一些新技术对出现的问题进行优化，保证设备运行的稳定性。在风机运行中，油膜的性能影响着风机的整体性能，因此需要相关技术人员时刻关注油膜的状况，针对异常数据进行分析与改进。
（二）劣化指标分析
在风机运行过程中会出现齿轮油泡沫特征的超标问题，劣化产物的出现会导致泡沫特征超标问题的产生，出现较多的油泥物质，齿轮与与空气的接触会导致表面分子的排列方式发生改变，出现较多泡沫。
在齿轮油中添加消泡剂会降低泡沫的严重程度，但是随着长时间的使用，由于消泡剂主要由硅油物质构成，在齿轮油中的含量会越来越低。
齿轮油的污染也会导致泡沫特征的超标，在风机运行过程中，齿轮油会不断接触灰尘或金属磨损物质，遭到污染，降低齿轮油的性能。
泡沫特征超标会对齿轮油的性能产生较大影响，齿轮油中出现大量泡沫会很大程度上降低油膜的强度，导致油膜极易被击穿，设备在运行过程中护产生较大的摩擦力。
齿轮油中出现泡沫后会在其中产生大量的空气，影响齿轮油的散热能力，导致其冷却能力的下降，会产生更加严重的劣化问题，造成恶性循环，泡沫导致齿轮油不断溢出，产生材料的损失。
解决齿轮油劣化的措施
针对齿轮油劣化现象的产生，运用再生技术进行处理能够有效提升齿轮油性能，节约成本，保证齿轮油的性能恢复到原本水平，延长其使用寿命。
齿轮油再生的原理
齿轮油产生劣化是由于内部物质出现了氧化反应，其油分子产生了共价键，C原子和O原子由于具有不同的电负性，相互影响之下会产生强电负性原子，产生具有强吸引力的共享电子，二者会因为强吸引力不断靠近，电荷的分布因此出现不均匀的现象，产生极性键，在分子中的氧原子作用下，改变了分子的几何结构，分子的偶极阵发生强烈变化，劣化物质出现强极性。根据对这一过程的分析，相关人员可以运用劣化物质的强极性，析出劣化物质中的极性分子，解决劣化问题。从对劣化物质的处理经验中得知，为了产生内部活性较强的分子，可以利用微孔极性诱导吸附剂，吸附油品中的极性劣化产物，运用这样的手法处理劣化之后的油品，能够使其性能恢复到原本水平[2]。
齿轮油再生的过程
齿轮油的再生主要是在其使用过程中进行，通过将劣化齿轮油加热到60℃，使用极性诱导吸附剂对劣化有进行物理吸附，通过滤芯去除劣化齿轮油中的杂质，完成劣化齿轮油的再生过程。
劣化齿轮油再生技术取得的成效
对再生后的齿轮油进行实际应用情况考察后发现，齿轮油的性能得到了显著提升，泡沫特性有所下降，基本上得到了解决，再生油具有较低的酸值，内部酸值也出现了比较明显的下降，内部杂质含量有效降低，符合风机对齿轮油性能的要求，可以投入实际使用。
在再生油的使用过程中，需要对再生油的性能变化做定期观察分析，在实际使用中了解再生油的稳定性。
酸值变化是齿轮油劣化的一个明显的特征，是对齿轮油进行劣化程度分析的一个重要参考标准，通过对齿轮油酸值变化情况的掌握能够有效分析齿轮油的性能是否降低，齿轮油的酸性出现较明显变化时说明齿轮油发生了劣化，再生的齿轮油中酸值稳定，说明再生处理取得了显著的成效，再生油的性能满足风电机长期使用的要求。
结语：综上所述，风机中的齿轮油对维持风机的正常运作起到很大的影响，在设备的润滑、散热、清洗、防腐中都能起到关键作用，齿轮油的劣化主要原因是使用时间过长，导致齿轮油产生氧化，出现泡沫超标等问题，针对齿轮油的劣化问题，可以根据分析劣化的化学过程，对齿轮油进行再生处理，既能使再生之后的齿轮油符合使用需求，也能降低解决问题的成本。
参考文献：
[1]冯蜜佳,陈陈,王诗琴.风电场风机齿轮油劣化原因及对策[J].中国新技术新产品,2021(01):40-42.
[2]方超,张晋玮,赵剑寒,王笑微,邹学,武晓荣.某风电场风机齿轮油劣化原因分析及解决措施[J].自动化应用,2020(10):165-168.