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提高风电机组大部件可靠性探讨

日期:2020-10-09    来源:中国设备工程  作者:李强强 王德海等

国际风力发电网

2020
10/09
09:49
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关键词: 风电机组 风电机组大部件 风电机组部件可靠性

本文大纲

一、纠偏维护方面存在问题

轴系水平度偏移、齿轮箱齿轮变形、发电机齿轮箱不对中等

二、处理措施及建议

1、轴系水平度偏移问题

有必要对其主传动链轴系对中情况进行检测

2、齿轮箱齿轮变形问题

(1)充分考虑制造和安装误差、齿轮传动弹性变形和热变形等因素的影响计算修形量;

(2)修正齿轮的啮合点使其尽量分布在分度圆附近

3、发电机齿轮箱不对中问题

(1)新换联轴器要检查其出厂动平衡试验合格,使用时必须按制造出厂给定的标记组装

(2)维护、消缺工作涉及联轴器的拆装,工作前必须对各部件之间互相配合方位画上标记和编上号码,装配时依原样恢

(3)各联轴器之间的螺栓不能任意互换,而且同一联轴器的锁紧螺母和锁紧螺栓均不允许互换,如果要更换必须对原件和更换件分别承重,使二者的重量一致才可

(4)在拧紧联轴器的联接螺栓时必须采用力矩扳手按照说明书要求的力矩,对称、逐步拧紧,使每个联接螺栓上的锁紧力基本一致

文章速递

纠偏维护方面

(1)存在问题

风电机组运行过程中,会不断受到变向、变力载荷的作用,会使机组部件运行偏离原始工况,变形量虽然肉眼很难观察,但真实存在且极为重要,对风电机组大部件的正常运行有很深的影响,如轴系水平度偏移、齿轮箱齿轮变形、发电机齿轮箱不对中等。

(2)处理措施及建议

轴系水平度偏移问题:风电机组核心部件处于地面较高处,除了高速运转的传动系统,机组整体由于受风力影响晃动,其发电机、齿轮箱、叶轮三部分的联接对中由于各种原因可能会造成一定偏差,需要在风电机组运行工况稳定后,有必要对其主传动链轴系对中情况进行检测,通过盘动叶轮旋转检查风电机组主传动链轴系每个点的水平度偏差在允许范围内,偏差较大时需要进行校正,对风电机组主传动链轴系找相对水平(风电机组机舱一般有5°的倾角)。

齿轮箱齿轮变形问题:齿轮箱运行中齿轮偏载是最常见的缺陷之一,其实质是载荷在齿向分布不均匀,齿轮的弯曲变形、扭转变形、剪切变形及齿面接触变形都会使其螺旋线发生改变而造成这类问题。

在这种情况下,就需要人为提早介入进行齿轮正形和修形。首先,充分考虑制造和安装误差、齿轮传动弹性变形和热变形等因素的影响计算修形量;其次,是修正齿轮的啮合点使其尽量分布在分度圆附近。齿轮正形和修形可以有效抵消加工及装配误差的影响,改善齿轮传动、运转性能,提高承载能力,减小运行振动和噪声,对延长齿轮箱的使用寿命有明显的效果。

此外,日常运行、维护齿轮箱需要强调注意以下工作:一是塔上劈箱维修齿轮箱的装配过程中,必须采用着色法(即在齿轮箱可观察位置涂抹“蓝油”)在齿轮箱每一级的加载过程后,观察齿轮齿面的接触斑点的变化,检查维修后的齿轮箱齿轮啮合效果和啮合精度达标;二是刚停机的齿轮箱禁止立即打开观察孔进行检查维护工作。受机舱风扇和齿轮油冷却风扇的运转影响,机舱内空气扰动,会包含微小的颗粒物(如灰尘、杂质等)进入齿轮箱内部会污染油质;三是齿轮、轴承运转产生的磨损铁屑,及齿轮箱底部沉淀的油泥,均要定期进行清理,滤芯的更换周期严格控制在一年,如果期间压差开关报警显示滤芯堵塞,则须立即更换滤芯;四是齿轮箱属于高低温变化、高湿气的工作环境,为避免水汽进入造成油液污染、影响油膜形成、加速油品氧化和变质速度,空气滤清器应经常检查,更换周期最长不超过六个月。

发电机齿轮箱不对中问题:风电机组不对中是引起风电机组故障的常见原因,不对中状态中的齿轮箱与发电机会引起机械振动,加剧齿轮箱与发电机轴承的磨损和轴的挠曲变形,增加发电机转子受力及轴承的附加力,对风电机组的平稳运行造成极大的危害。

这里探讨的重点是联轴器动态下的不平衡会导致发电机齿轮箱不对中,而非静态下的对中过程,涉及联轴器的拆装维护作业要注意如下问题,一是新换联轴器要检查其出厂动平衡试验合格,使用时必须按制造出厂给定的标记组装,如果不按标记任意组装,很可能发生由于联轴器的动平衡不好引起机组振动的现象。二是维护、消缺工作涉及联轴器的拆装,工作前必须对各部件之间互相配合方位画上标记和编上号码,装配时依原样恢复。三是各联轴器之间的螺栓不能任意互换,而且同一联轴器的锁紧螺母和锁紧螺栓均不允许互换,如果要更换必须对原件和更换件分别承重,使二者的重量一致才可。四是在拧紧联轴器的联接螺栓时必须采用力矩扳手按照说明书要求的力矩,对称、逐步拧紧,使每个联接螺栓上的锁紧力基本一致,不至于因为各螺栓受力不均而使联轴器在装配后产生歪斜现象,进而破坏联轴器的动平衡。


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