風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航制動(dòng)器漏油分析與解決

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航制動(dòng)器漏油分析與解決摘要：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在長時(shí)間運(yùn)行后偏航制動(dòng)器就會(huì)出現(xiàn)不同程度的滲漏油問題，影響了機(jī)組安全運(yùn)行，并且增加了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作量。主要是機(jī)組偏航制動(dòng)器外部連接油管、接頭處及其內(nèi)部密封問題導(dǎo)致偏航制動(dòng)器漏油，尤其是其內(nèi)部密封不好引起的滲漏油特別難以判斷，因此如何準(zhǔn)確的判斷漏油點(diǎn)及對(duì)漏油問題的防治是十分必要的。本文闡述了扁航制動(dòng)器漏油問題的原因分析及其改進(jìn)措施，給偏航制動(dòng)器外部貼一層密封膠貼，從而形成更好的密封效果，進(jìn)而可以提高現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員處理偏航制動(dòng)器漏油問題的工作效率。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)；偏航制動(dòng)器；漏油；密封膠貼一、

緒論（一）課題的背景和意義隨著人類社會(huì)發(fā)展的歷史與能源的開發(fā)和利用水平密切相關(guān)，每一次新型能源的開發(fā)都使人類經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生一次飛躍。在我們進(jìn)入21世紀(jì)的今天，世界能源結(jié)構(gòu)也正在孕育著重大的轉(zhuǎn)變，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。所謂可再生能源就是取之不盡、用之不竭、與人類共存的能源。它包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等。在這眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快、商業(yè)化最廣泛、經(jīng)濟(jì)上最適用的，當(dāng)數(shù)風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)能是一種干凈的可再生能源。太陽輻射對(duì)地球表面的不均勻性加熱是風(fēng)的主要成因?？諝鈴母邭鈮簠^(qū)向低氣壓區(qū)流動(dòng)就產(chǎn)生了風(fēng)。地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的影響和地形、地貌的差異，加劇了空氣流量和流向的變化，造成風(fēng)速和風(fēng)向的變化。地球上大約有2%的太陽能被轉(zhuǎn)化成風(fēng)能。風(fēng)力發(fā)電作為一種新的、安全可靠的潔凈能源，其優(yōu)越性為越來越多的人所認(rèn)識(shí)。風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)越性可歸納為五點(diǎn):1.風(fēng)力發(fā)電是一種潔凈的自然能源。風(fēng)能在轉(zhuǎn)換成電能的過程中，只降低了氣流的速度，沒有給大氣造成任何污染。風(fēng)電沒有常規(guī)能源及核電對(duì)環(huán)境造成的污染問題。核電的放射性廢料仍是一個(gè)較難解決的問題。2.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷進(jìn)步，單機(jī)容量逐步增大，產(chǎn)品質(zhì)量得到改善，可用率達(dá)到98%以上，是一種安全可靠的能源。3.由于技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品批量增加，風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性日益提高，風(fēng)電成本持續(xù)下降，風(fēng)力發(fā)電的成本己接近煤電，低于油電和核電。若考慮煤電的環(huán)境污染和交通安全等問題，風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于煤電。4.風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)周期短。單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝僅需幾個(gè)星期，可多臺(tái)同時(shí)安裝，互不干擾。建設(shè)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，從土建、安裝到投產(chǎn)，只需半年至一年時(shí)間；而煤電、核電的建設(shè)需要二至十年。5.風(fēng)力發(fā)電占地面積少。塔筒與監(jiān)控、變電建筑僅占風(fēng)電場(chǎng)約1%的土地，其余99%的場(chǎng)地可供農(nóng)、林、牧使用。二、

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)構(gòu)成及功能簡(jiǎn)介概述（一）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分類目前投入商業(yè)運(yùn)行的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可分為定槳定速型和變槳變速型兩大類，主要采用籠式異步發(fā)電機(jī)、雙饋異步發(fā)電機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)三種發(fā)電機(jī)。（二）現(xiàn)代風(fēng)機(jī)現(xiàn)代風(fēng)機(jī)為了解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電時(shí)有時(shí)無，電壓和頻率不穩(wěn)定的問題，增加了齒輪箱、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，現(xiàn)代風(fēng)機(jī)的示意如（三）風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)組成部分簡(jiǎn)介目前研究最多的也是雙饋感應(yīng)風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相比，采用雙饋電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有風(fēng)能利用系數(shù)高，能吸收由風(fēng)速突變所產(chǎn)生的能量波動(dòng)以避免主軸及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承受過大的扭矩和應(yīng)力，以及可以改善系統(tǒng)的功率因數(shù)等但無論哪種結(jié)構(gòu)形式，風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)基本包括以下幾個(gè)組成部分：風(fēng)力機(jī)槳葉系統(tǒng)，齒輪箱系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，偏航系統(tǒng)，剎車系統(tǒng)等。1.偏航軸承常用的偏航軸承有滑動(dòng)軸承和回轉(zhuǎn)支承兩種類型?；瑒?dòng)軸承常用工程塑料做軸瓦，這種材料即使在缺少潤滑的情況下也能正常工作。軸瓦分為軸向上推力瓦、徑向推力瓦和軸向下推力瓦三種類型，分別用來承受機(jī)艙和葉片重量產(chǎn)生的平行于塔筒方向的軸向力，葉片傳遞給機(jī)艙的垂直于塔筒方向的徑向力和機(jī)艙的傾覆力矩。從而將機(jī)艙受到的各種力和力矩通過這三種軸瓦傳遞到塔架（Nordtank和Vestas機(jī)組均采用這種偏航軸承）?；剞D(zhuǎn)支承是一種特殊結(jié)構(gòu)的大型軸承，它除了能夠承受徑向力、軸向力外，還能承受傾覆力矩。這種軸承已成為標(biāo)準(zhǔn)件大批量生產(chǎn)?；剞D(zhuǎn)支承通常有帶內(nèi)齒輪或外齒輪的結(jié)構(gòu)類型，用于偏航驅(qū)動(dòng)。目前使用的大多數(shù)風(fēng)力機(jī)都采用這種偏航軸承。偏航軸承的軸承內(nèi)外圈分別與機(jī)組的機(jī)艙和塔體用螺栓連接。輪齒可采用內(nèi)齒或外齒形式。外齒形式是輪齒位于偏航軸承的外圈上，加工相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單；內(nèi)齒形式是輪齒位于偏航軸承的內(nèi)圈上，嚙合受力效果較好，結(jié)構(gòu)緊湊。具體采用內(nèi)齒形式或外齒形式應(yīng)根據(jù)機(jī)組的具體結(jié)構(gòu)和總體布置進(jìn)行選擇。2.偏航驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置包括偏航電機(jī)和偏航減速齒輪機(jī)構(gòu)。偏航驅(qū)動(dòng)裝置通常采用開式齒輪傳動(dòng)。大齒輪固定在塔架頂部靜止不動(dòng)，多采用內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)，小齒輪由安裝在機(jī)艙上的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。參見圖2-5和2-6。為了得到對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)扭矩，在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上通常由兩臺(tái)或多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)偏航系統(tǒng)。偏航驅(qū)動(dòng)器多采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過齒輪減速器得到合適的輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，由于偏航速度很慢，減速器傳動(dòng)比很大，通常在1：1000左右，因此采用多級(jí)減速器，一般采用二到三級(jí)平行軸斜齒輪減速器和兩級(jí)行星減速器組合而成（BONUS和NEG-Micon機(jī)組采用這種機(jī)構(gòu)）。3.偏航制動(dòng)器為了保證風(fēng)力機(jī)停止偏航時(shí)不會(huì)因葉片受風(fēng)載荷而被動(dòng)偏離風(fēng)向的情況，風(fēng)力機(jī)上多裝有偏航制動(dòng)器。偏航制動(dòng)器是偏航系統(tǒng)中的重要部件，制動(dòng)器應(yīng)在額定負(fù)載下，制動(dòng)力矩穩(wěn)定，其值應(yīng)不小于設(shè)計(jì)值。在機(jī)組偏航過程中，制動(dòng)器提供的阻尼力矩應(yīng)保持平穩(wěn)，與設(shè)計(jì)值的偏差應(yīng)小于5%，制動(dòng)過程不得有異常噪聲。制動(dòng)器在額定負(fù)載下閉合時(shí)，制動(dòng)襯墊和制動(dòng)盤的貼合面積應(yīng)不小于設(shè)計(jì)面積的50%；制動(dòng)襯墊周邊與制動(dòng)鉗體的配合間隙任一處應(yīng)不大于0.5mm。制動(dòng)器應(yīng)設(shè)有自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，以便在制動(dòng)襯塊磨損時(shí)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，保證制動(dòng)力矩和偏航阻尼力矩的穩(wěn)定。在偏航系統(tǒng)中，制動(dòng)器可以采用常閉式和常開式兩種結(jié)構(gòu)形式，常閉式制動(dòng)器是在有動(dòng)力的條件下處于松開狀態(tài)，常開式制動(dòng)器則是處于鎖緊狀態(tài)。兩種形式相比較并考慮失效保護(hù)，一般采用常閉式制動(dòng)器。采用滑動(dòng)軸承的偏航系統(tǒng)，因軸瓦出于干摩擦和邊界摩擦狀態(tài)，摩擦阻力很大，加上下推力瓦上彈簧的壓力，更加大了偏航時(shí)的阻力，因此采用這種軸承的偏航系統(tǒng)，停止偏航時(shí)，機(jī)艙不會(huì)被動(dòng)偏離風(fēng)向。(五)偏航控制系統(tǒng)的功能及原理1．偏航控制系統(tǒng)的功能偏航系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特有的伺服系統(tǒng)，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電控系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。它的功能有兩個(gè)：一是要控制風(fēng)輪跟蹤變化穩(wěn)定的風(fēng)向；二是當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于偏航作用，機(jī)艙內(nèi)引出的電纜發(fā)生纏繞時(shí)，自動(dòng)解除纏繞。風(fēng)力機(jī)偏航的原理是通過風(fēng)傳感器檢測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速，并將檢測(cè)到的風(fēng)向信號(hào)送到微處理器，微處理器計(jì)算出風(fēng)向信號(hào)與機(jī)艙位置的夾角，從而確定是否需要調(diào)整機(jī)艙方向以及朝哪個(gè)方向調(diào)整能盡快對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向。當(dāng)需要調(diào)整方向時(shí)，微處理器發(fā)出一定的信號(hào)給偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以調(diào)整機(jī)艙的方向，達(dá)到對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向的目的。2．偏航控制原理風(fēng)向標(biāo)作為感應(yīng)元件將風(fēng)向變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞到偏航電機(jī)控制回路的處理器中，處理