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风力发电机润滑油脂应用

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2019年06月18日浏览:372

  随着我国风电技术的自主研发和风电机组国产化水平的提高,风电事业发展极其迅猛,到2008年底已建成风力发电机组上万台,风电场200多个,风电机组累计装机容量超过1200万千瓦。中国科协副主席陆延昌更是断言,我国可再生能源发电重点是风电,陆上风电资源约为2.53亿千瓦,沿海风电资源约为7.5亿千瓦,总计约10亿千瓦。


  然而,要想确保这些机器正常运行并产出最大容量的电能,选对润滑油至关重要。由于风轮机结构、性能的复杂性,一款性能平衡的润滑油品所需要满足的质量标准亦较复杂。风电机组的日常维护越来越成为风电企业面前的一道难题。如何在市场上纷繁多样的产品中甄别选择风机齿轮箱润滑油,本文试图从润滑点、粘度特性、过滤性、耐水性等特性进行论述。作为工业润滑油研发领域的领先者,美孚强调只有对以上性能特点进行评估,维护人员在选择润滑油时才能做出更加明智的选择。


  润滑点:高等级润滑油能预防微点蚀

  在一台风力发电机上分布着多个润滑点。齿轮箱是风电机组的核心部件,也是最难润滑的部分。众所周知,齿轮箱也是风力发电机上最为昂贵的组件。一般来说,更换一个1.5兆瓦风轮机齿轮箱的花费超过25万美元。齿轮箱在出厂时都会填装合成润滑油,确保风机正常运行三年,而多数齿轮箱的标准质保期仅为一年。当齿轮箱过了质保期之后,维护人员就需要适时地选择润滑油替换,也就是所谓的“售后服务用油”。

  受到各种不可预知的风和负载影响,主齿轮箱很容易产生微点蚀(一种表面疲劳现象,会产生表面裂纹、细小凹坑、断裂表面、直至齿轮破裂),因而需要一款合适的齿轮润滑油来防止这一类型的磨损。那么,怎样的齿轮润滑油能有效防止微点蚀?美孚实验室成功进行了FVA54微点蚀试验,解决了这一影响齿轮箱使用寿命的一道难题。

  FVA54微点蚀试验是在变化的负载、速度和温度条件下测量润滑油作用于轴承上的工作性能。整个实验过程包括磨损试验、混合摩擦试验、使用寿命试验和油泥试验,能正确测量出齿轮润滑油的抗微点蚀保护性能。实验通过标准齿轮组在不同的温度和速度条件下对润滑油的抗刮伤及抗磨损性能进行测量,并根据失效阶段或FLS情况对润滑油进行等级评定。

  该试验分为两个阶段:6组不断递增的负载,每组时间为16小时;一次高负载耐久性试验,持续时间为80小时。上述试验均在转速1500rmp的条件下进行。试验采用经过专门设计的C形齿轮来产生微点蚀,根据齿轮齿廓偏差、微点蚀面积占比和重量损失情况来对待测润滑油进行打分,并给出高/中/低耐久性的评定。所有主要的齿轮制造商都推荐维护人员使用至少达到“=10high”等级的润滑油。

  试验表明,齿轮箱停机的最常见原因就是由于润滑油质量较差、应用环境恶劣而产生的轴承故障。刮伤其实就是滑动轮齿表面之间的材料转移,当齿轮油不够稠厚时,便会导致齿轮之间金属与金属的直接接触,从而产生这一问题。如果刮伤持续发展下去,齿轮箱就会提前报废并需要更换新齿轮箱。而高标准的润滑油能有效避免微点蚀的出现,起到防止刮伤和保护轴承的作用。实验室专家建议维护人员选用“FLS>14”等级的润滑油。


  粘度特性:高性能合成润滑油性能优越

  风轮机常处于严苛的工作条件下,从早到晚,从酷暑到寒冬,风轮机所经受的工作环境温度低至零下45摄氏度,高则达到80摄氏度。要使风轮机在如此大温差的情况下正常运转,需要润滑油具备优越的粘度特性(润滑油在一系列低温及高温状态下保持其粘度的能力)。

  美孚实验室通过ASTMD2270来测定粘度指数,并对润滑油抵抗粘度随温度变化而发生变化的能力进行了评定。试验表明,与矿物润滑油相比,合成润滑油在粘度特性方面拥有巨大的优势,能够在广泛的温度范围内提供出色的润滑性能。维护人员在日常保养过程中应使用合成润滑油产品,并建议选用粘度指数为“160”或更高的产品。


  过滤性:选对润滑油降更换成本

  如果按照制造商所推荐的更换频次(2次),每年更换过滤器所导致的总体拥有成本支出远远超过27.5万美元。因此,通过润滑油的日常保养来延长过滤器的使用寿命是当务之急。而眼下,润滑油的过滤性(即在实际的现场工作条件下,其通过并且不堵塞过滤器的能力)常常被人忽略,即使是标准过滤性试验一般只评估新的干油,无法对润滑油的过滤性性能正确评估。

  一般来讲,过滤性指标都是以微米级(μ)为单位。我们通常使用2μ肾循环过滤器和5μ主过滤器来滤清润滑油并保护风轮机齿轮箱部件。润滑油的过滤性会根据其干湿状态而发生变化,特别是当润滑油中含有水的时候,其中的添加剂可能会被过滤掉,或者有被排出润滑油之外的趋势。如果在润滑油中增添有效的添加剂,会大大提高润滑油的过滤性。

  由于维护人员对过滤性了解不多,在选择润滑油时应向润滑油生产厂商和过滤器供应商咨询产品性能,以确定哪款润滑油最适合你所使用的过滤器。


  耐水性:避免产生残留物质

  鉴于风力发电机工作原理,我们不可能将润滑油和水完全隔离开来。当风轮机叶片转动时,齿轮箱的工作温度将高达95摄氏度。当叶片停止转动时,齿轮箱将逐渐冷却并从空气中吸收水分或湿气。当它开始“呼吸”的时候,水分就会进入齿轮箱。水进入齿轮箱后,会稀释、分解润滑油,并导致残留物的产生,损坏齿轮箱。

  为了防止出现耐水性问题,应当选用一款不易保留住水分的齿轮润滑油。同时,如果润滑油能在包含少量水分的情况下为设备提供充分保护,那就更完美了。润滑油的耐水特性可以通过ASTMD1401来评估,该试验能够测量润滑油排除水分的能力,其测量结果以时间为单位(分钟)。维护人员应当选用分值为“15分钟”或更短时间的润滑油。

  推荐产品:美孚工业润滑油——让你的风力发电机性能出众

  对于风力发电机而言,美孚SHC系列合成润滑油的价值不仅限于保持设备的正常运转,更可以让他们“飞速运转”。即使是在酷热、高负载、水污染等严苛的环境条件下,美孚专门设计的合成润滑油和润滑脂同样能显示卓越性能,让您的风力发电机处于理想工作状态。


  作为提升风力发电机生产效率的重要因素,美孚齿轮油SHCXMP系列的卓越价值主要体现在以下方面:

  -延长齿轮及轴承的使用寿命

  -降低人力成本、维护费用,并减少非计划性停机

  -延长油品使用寿命,从而减少油品及滤油器成本

  -提高润滑效率从而降低发电成本

  -该润滑油能够在以下严苛条件下也能平稳安全地运作:

  •大范围的温度变化

  •在水污染环境中应用

  -设备能够从矿物油轻易更换为合成油

  通过帮助客户改善风力发电机功效,美孚工业润滑油SHCXMP系列产品在全球客户和OEM厂商当中的声誉不断提升。在美孚齿轮油SHCXMP系列的开发过程中,埃克森美孚的科学家及应用专家与主要OEM厂商保持紧密联系,确保为不断进步的工业齿轮设计和运行领域提供出色的性能支持。美孚润滑油及润滑脂在推向市场之前均在实验室,调试中心及现场经过严密的测试,这也使得美孚产品在中国市场获得世界领先的风力设备制造商例如金风(Goldwind)、东方(DongFang)、维斯塔斯(Vestas)和苏司兰(Suzlon)等的进一步支持。

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