本文大纲
一、排除元件失效问题
1、温控阀失效的判定与处理
2、温度传感器失效的判定与处理
3、发电机水冷问题的判定与处理
二、增加风扇的空气流量
三、性能考核
文章速递
对不同风电场多台同型号风电机组进行实地考察，认为引起齿轮箱油温高存在多方面的因素：如翅片结构选型不适、机舱密封不严等因素引起的翅片堵塞问题，润滑油设计流量偏低的问题，以及温控阀失效、油温传感器失效、发电机水冷缺水等元件问题。解决方法如下：
阀芯膨胀材料泄漏是45℃温控阀失效的主要表现形式，阀芯膨胀材料一旦泄漏严重，阀芯活塞随温度的升高伸出阀芯本体的长度就会不足，从而无法实现温控阀的正常关闭。判断温控阀正常与否，可采用在线检查和离线检查2种方式，在线检查需要机组处于运行状态且油池油温不低于60℃；离线检查是利用不同油温下，阀芯活塞伸出阀芯本体长度来判断温控阀的健康状态。温控阀一旦失效，需要及时更换新件。
该系列风电齿轮箱油池温度传感器均采用PT100电阻式传感器，温度传感器的失效可通过测量PT100的电阻值进行标定，也可在线利用标准温度计进行温度标定。温度传感器一旦失效，需及时更换新件。
与润滑油温度高相关的发电机水冷问题，主要表现水压不足，其判定方法就是观察水压表，判断水压是否满足下限要求的0.18MPa，水压不足时，需要补水到0.20~0.22MPa。
通过查阅大量技术资料、考察各种汽车、轿车等户外用热交换器散热片的结构形式，发现户外用高效热交换器多数采用三角型和波纹型翅片结构。
本文采用波纹型翅片结构做了热交换器的试验研究，试验表明，波纹型结构翅片的抗堵塞能力远远大于交错型翅片结构，尽管长时间运行后散热片也出现不同程度的堵塞，由于波纹型结构翅片仅是表层堵塞，操作者只需在机舱巡检过程中，用一个简单的毛刷就可完成堵塞物的清除，而交错型翅片堵塞杂物易进入散热体内部，给杂物的清理造成极大困难，翅片结构的改变能够从根本上解决散热片的堵塞问题，从而大幅提高热交换器的换热功率。考虑到单位面积波纹型翅片散热能力略低于交错型翅片的特点，本文除改变翅片的结构外，还增大了散热片的换热面积。散热片散热面积的增大，导致改造后热交换器存在安装和塔筒内吊装的问题，因此将改造后的散热片设计成两半结构，两半散热片采用并联方式连接到一起，并且共用一组冷却风扇进行冷却。
增加翅片外表面空气流量、增加隔板内表面润滑油的流量，均可提高热交换器的换热功率，考虑到增加隔板内表面润滑油流量存在实际困难，本文采用增加风扇空气流量的方案，即将风扇电机由原设计的3.2kW增加到5.5kW，风扇的额定风量由10260m3/h提高到17700m3/h。
按照以上实施方案，在某4个不同的风电场分别对润滑油温度高技术改造方案进行性能考核，其中一个风电场已运行3a，另3个风电场已经运行2a。性能考核结果表明，该技术方案切实可行，完全达到预期设计要求，能够满足不同风电场的运行条件。
本文以热交换器理论分析为依据，结合现场的试验分析与研究，综合考虑已有研究成果，全面分析某1.5MW风电齿轮箱油温高产生的根源。针对机组存在的系列问题，提出相应的解决措施并在多个风电场进行性能考核试验，工程实际应用表明：解决措施方法得当，彻底解决了齿轮箱润滑油温度高限功率的技术难题，可推广到该系列风电齿轮箱油温高技术改造项目。
针对本文所研究风电机组存在的系列问题，在后续产品优化过程中，需要重点解决润滑油流量的优化设计和散热片堵塞问题。在润滑油流量设计方面，不仅考虑增加机械泵和油泵流量问题，还要充分考虑齿轮箱各润滑油点及齿轮箱内部各分支油管的设计问题，确保增大润滑油流量后油压处于合理范围之内；在解决散热片堵塞问题方面，也不仅仅是单一改变翅片结构和增加散热面积的问题，还要特别重视机舱罩密封防尘的设计，防止过多过大的柳絮等进入机舱，最大程度降低柳絮污染对热交换器换热功率的影响。
