风力发电机组轴承常见问题及处理方法--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

风力发电机组轴承常见问题及处理方法

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：宋强

[导读] 摘要：随着我国环保事业的发展，越来越多的人开始关注清洁能源，而风力发电设备就是较为引人注目的成果之一。

        新锦风力发电有限公司内蒙古巴彦淖尔 015200
        摘要：随着我国环保事业的发展，越来越多的人开始关注清洁能源，而风力发电设备就是较为引人注目的成果之一。对于风力发电最为核心的技术应该是发电机组轴承，轴承的好坏关系着整体发电的效率，本文将简单分析发电机组轴承常见问题，并基于一些原理探究处理的办法。
        关键词：风力；发电机组；轴承；问题；方法
        一、风力发电机组轴承常见问题
        （一）疲劳剥落。发电机组轴承的工作原理是滚动轴承进行运作，带动套圈不停的发生运动，进而带动这个风车的转动，在这一过程中，滚动体会随着转动而与套圈之间产生摩擦，接触面会受到这种循环的压力，长久以往会使得其物质特性发生变化，弹性变形会导致表面逐渐硬化，材料之间的相互接触会造成应力出现断层态分布。这一压力下，容易形成细小的裂纹，随着时间的延续，裂纹会逐渐扩大，直到扩展到物体的表面，轴承内部与接触面会发生剥落效应，最终导致轴承之间不能有效工作，被成为疲劳剥落失效。这种效应会使得机组在运行过程中，发生震动与冲击，对风电设备造成一定损害。
        （二）磨损问题。轴承之间的相互作用，会使得整体之间相互滑动，引起零件接触面的磨损，对于这种磨损在理想情况下，是轴承之间的相互作用，但现实情况往往是由于密封不当以及轴承润滑系统失效等原因，使得金属粉末不均匀地分布在轴承内部，这些物体由于运动不规律，会对轴承产生不同力的效果，严重加剧磨损。并且，这种摩擦的原因也可能会是在最初装配的过程中，装配不当，位置发生偏离也会导致这一情况。还有一种原因，就是润滑油选择错误，在选择润滑油的过程中，需要密切注意轴承的转速、运行环境以及润滑油的润滑效果能否满足轴承的运行要求，不同的轴承所选择的润滑效果不甚相同，严禁随便对轴承润滑油进行替换；在使用过程中，还需严格按照风力发电机组设备厂家的要求，精确润滑油加注量，防止因加注量超标而造成轴承内部摩擦阻力加大，导致运行过程中轴承运行温度异常升高，长此以往产生更大的缝隙，降低轴承运转精度，最终造成轴承损坏而导致风力发电能效的下降。
        （三）低温下强制运行导致轴承损坏。此现象一般集中于北方区域，当环境温度低于风机设定温度时，风机会自动触发故障信号，风机停止运行。当温度恢复时，风机通过自身的加热功能，自动投入运行。部分风电场出于对发电量的考虑，会通过各种办法强制启动风机。应当严禁此类操作，因为风机在长时间停止运行时，风机内各个部件温度均比较低，强制启动会造成机械、液压及电气部分因温度低而发生故障，一般应等待风机自身加热功能将各部件加热，达到启动条件后自动启动。而风机内的轴承部分，在低温情况下，轴承内润滑油无法对运行的轴承进行润滑，导致轴承内部无法正常运行，当收到较大的冲击力时，有可能造成轴承直接损坏。
        二、诊断方法
        （一）时域法。时域统计是对主轴进行监控的一项举措，通过对主轴的日常监控，参考设置一些常用的参数，对于那些超出范围的数值进行警告，避免发生恶性事故。风力发电设备运行时，各部位的轴承会产生微小可控的震动，当轴承内部发生故障的时候，振幅会增加，风力发电设备的振动监测模块会发出强烈的振动信号。通过一系列的数据计算，加以公式的套用，当这个数据越大说明情况越危险。还可以反应在波形上面，波形所指的数值越大，说明问题就越严重。通过这种及时的警告，可以有效的遏制风险，对于工作人员进行一定的提示，将损失控制在最小领域。
        （二）领域法。在风力发电过程中，轴承所呈现的故障特点是较为明显的，振动信号时域波形较为复杂，有时候难以直接察觉这一信号故障，只能参考振动频率信号。利用科技手段将时域振动信号转化为频域振动信号，可以有效的察觉区值的大小和频率。这点对于非平稳振动信号的分析无代表性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        （三）密切注意风力发电机组设备运行情况，一般的风力发电机组大型部件都装有轴承温度检测仪，不同的轴承在运行过程中温度徘徊的范围不会出现大的温度升降（特殊天气以外），通过运行数据的对比可以提前发现轴承的异常情况，在排除测温仪器失灵的情况下，运行温度的超限基本可以确定轴承内部出现的问题，也可以进一步拆卸确认，及时进行保养或者更换。
        （四）使用振动监测仪器确认轴承是否正常。现在风力发电机组型号较多，但根据结构基本上分为直驱或双馈机型，而大部分双馈机型机舱内部都装有齿轮箱。而对于齿轮箱内部的所装设的轴承，则需要使用相应的振动测试仪器进行确认。齿轮箱内部轴承在出现故障的前期，也会产生温度升高的现象，而根据齿轮箱的结构特性，轴承的温度会通过齿轮油进行散热，可根据齿轮箱油温以及轴承温度的对比来确认轴承是否出现异常，在使用振动监测仪器双重确认下，及时针对此类问题制定对应措施。
        （五）通过工具进行检测。轴承的振动与其运行的速度有明显的关系，相比较而言，大型轴承在运行时速度较慢，轴承振动不明显。这时可以使用百分表或者其他测量工具进行检测，通过测量轴承内外齿圈的间隙、平衡度来确认轴承是否正常。
        三、处理措施
        （一）首先要加强日常的排查，工作人员要对日常的数据及时进行监控，发现异常立即安排检修专业人员到实地进行检查。制定符合要求的岗位守则以及检查标准，针对异常情况的检查要做好记录，并做好相关的闭环管理，防止故障的扩大。
        （二）对于各个大部件轴承要及时进行定期检查及检修，在检修过程中，提前做好相关的安全准备的工作，需要动火时要随手将灭火设备放置在安全环境下。在工作过程中，要按照程序进行，首先要拆除护罩，对相关的连接栓进行稳当处理，拆除发电机的内部轴盖，最后对轴承进行保养、检查及清理，按照相关标准采用专业的清洗材料。在清洗完成后，对其安装也要主注意安全，安装螺丝时候一定按照所标记的顺序进行，润滑脂要充分分布在轴承之间，当一切完成后，核对检查工器具的数量，无误后开始对发动机组进行测试，对测试结果进行校对。
        （三）对于润滑脂的选择以及加注量要符合标准。风力发电设备不同轴承所使用的油脂也不相同，在注油工作中，加脂工具要严格进行区分，严禁混用；油脂加注量要严格按照相关检修标准执行，“少量多次”，严禁私自更改加注量。在加注前，仔细检查注油孔、排油孔是否正常，如果发现排油孔堵塞，则需对相关轴承部件进行拆卸，处理完毕后再开始油脂加注工作。
        （四）对于轴承的选择也要符合实际情况。一般采用含有绝缘涂层的轴承，避免由于电流的进行对轴承进行内部的腐蚀，使用带绝缘的轴承可以保证电流对轴承的灼伤，增加轴承的寿命。对于金属要选择耐摩擦的物质，避免在运作过程中，由于金属的脱离，造成金属内部之间的摩擦腐蚀，从而影响发电机的工作。
        结束语
        随着经济的发展，我国风力发电已经成为一大稳定的供电措施，它带来的经济效能与社会效能逐步提升。但对于其轴承的使用情况，应该进行定期的检查，维修轴承是一件繁琐的事情，因此要做好问题的排查，利用现在的科技以及各种传感器知识，对故障及时进行分析，快捷找到问题，将维护成本降低到最低，为公司和社会带来更大的效益。
        参考文献
        [1]乌彤,宋金鑫.风力发电机主轴承故障诊断探求[J].现代国企研究,2016,(12):137.
        [2]彭启明,傅彩明,毛文贵.风力发电机组轴承润滑系统故障分析与改进[J].湖南工程学院学报(自然科学版),2020,30(02).