风电齿轮箱*概述
风电齿轮箱,又称增速箱、风力发电齿轮箱,它的作用是将风力带动的桨叶经齿轮箱增速后传给发电机发电,风电齿轮箱是风力发电动力传递的核心装置。风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件,其主要功用是将 风轮 在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的 转速 很低,远达不到发电机发电所要求的转速,必须通过 齿轮 箱齿轮副的增速作用来实现,故也将齿轮箱称之为增速箱。
一旦齿轮箱出了问题,整台发电设备就处于瘫痪状态,而且齿轮箱处于几十米的高空,维修吊装极为困难,由于齿轮箱使用工况很不稳定,工况极其恶劣,而且要持续每年300天以上运行。这些都应该在齿轮箱的设计中考虑和解决的问题。因此齿轮箱的设计必需**可靠,经久耐用。根据机组的总体布置要求,有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴(俗称大轴)与齿轮箱合为一体,也有将大 轴 与齿轮箱分别布置,其间利用胀紧套装置或联轴节连接的结构。为了增加机组的制动能力,常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置,配合叶尖制动(定浆距风轮)或变浆距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。
风电齿轮箱*用途与结构
风力齿轮箱用于PWE1570/1577型风力发电机,其用途是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机,并通过齿轮箱齿轮副的增速作用使输出轴的转速提高到发电机发电所需的转速。
齿轮箱由两级行星和**平行轴传动以及辅助装置组成。为了传动平稳和提高承载能力,齿轮采用斜齿并精密修形,外齿轮材料为渗碳合金钢,内齿轮为合金钢,**行星架采用高合金铸钢材料,二级行星架和箱体采用高强度抗低温球墨铸铁。主轴内置于增速机,与***行星架过盈连接。齿轮箱通过弹性减震装置安装在主机架上。齿轮箱的轴向空心孔用于安装控制回路电缆。具体结构见图1。
风电齿轮箱*种类
风力发电机组齿轮箱的种类很多,按照传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱;按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱;按照转动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式以及混合式等等。风力发电机设备对齿轮箱要求很高:体积小、重量轻、可靠性高、寿命长、维修方便等。无论用的是哪种齿轮,齿面都需要进行硬化和精整处理,以适应风电场这样特殊应用环境的需要,特别是能大大降低风机转动时的噪音水平。硬化作用是增加齿面的硬度,但它会让齿面材料轻微错位变形,所以必须随之进行精整光饰加工。
风电齿轮箱*自然条件影响
风力发电受自然条件的影响,一些特殊气象状况的出现,皆可能导致风电机组发生故障,而狭小的机舱不可能像在地面那样具有牢固的机座基础,整个传动系的动力匹配和扭转振动的因素总是集中反映在某个薄弱环节上,大量的实践证明,这个环节常常是机组中的齿轮箱。因此,加强对齿轮箱的研究,重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要。
风电齿轮箱*储存运输
1.如果在合同中没有专门规定,按国家标准GB/T 7284-1999木制包装箱和出口包装箱。齿轮箱要整体、水平状态运输。
2. 运输齿轮箱时要特别小心。防止由于用力不当和不按规定进行吊装和固定导致的损坏。
3.齿轮箱应当储藏在一个干燥的、空气流通较好、没有震动的地方,控制相对湿度,避免由于温度变化产生水汽凝结在零件表面。
4. 应当有避免灰尘及其他杂质进入齿轮箱的保护罩。
5. 齿轮箱不能直接和水接触,例如雨水、雪,即便在短暂的转运过程中也不允许。
6. 齿轮箱应当受到防腐剂的保护,避免输出轴及加工表面受到腐蚀。
7.对整个齿轮箱的运输,应使用链或绳、钩环和吊钩。吊环螺栓不允许用于运输,在齿轮箱机体法兰上拧入吊钩。
8.齿轮箱配备有油泵和管路,运输时需特别小心,如果运输前拆下一些管路部件,在管路分离位置,管接头、丝孔应进行有效的防护以免进入杂质。
9. 齿轮箱严禁在室外存放,其防腐期为发货之日起在室内存放6个月。存放期超过允许的防腐期时应重新进行防腐处理 。
10. 如齿轮箱外表面重新涂漆时应防护好齿轮箱上的非金属件(如电缆线等),已免油漆中的溶剂和橡胶接触后会引起橡胶老化,而影响齿轮性能。
11. 如果储藏时间超过6个月,应当进行齿轮箱的内部保护工作,启动齿轮箱,除去附着在齿轮箱零件上的水汽、灰尘等杂质,同时在齿轮表面再次形成油膜,润滑轴承,使其处于一个良好的储藏环境。
如果在此期间,齿轮箱里没有加油,首先进行防腐工作,然后慢慢转动齿轮箱,通过视孔盖对啮合点和轴承进行喷油润滑。
12. 如果是保存在极端苛刻的条件之下,例如充满灰尘、直接放在风场野外,必须作一些特殊的防护以避免齿轮箱不受损坏,V型油封和透盖接触面要涂上润滑脂,防止灰尘进入,一些防腐措施要经常进行。
13. 如果交货后齿轮箱不能立即安装,必须小心存放在受保护的地方,避免振动,防止灰尘进入和潮湿,并定期进行维护。
14. 应对齿轮箱体提供内部防腐剂处理,以确保大约6个月的充分防腐,长期保存应在合同中规定。
15.对于输出轴端,提供使用寿命大约一年的放锈涂层。
16.齿轮箱润滑油由用户自备,制造厂不提供。
风电齿轮箱*运行前的准备工作
1 推荐使用Mobil SHC XMP 320润滑油,或与其相近的具有抗老化、抗腐蚀和抗磨损性能的其他品牌润滑油。油清洁度等级为ISO 4406规定的19/17/14。另外要避免所选的润滑油与齿轮箱的内腔涂层发生冲突,齿轮机体内腔涂层材料为海虹老人牌85671白色环氧树脂漆。
2 给齿轮箱注入润滑油并检查液位计
取下注油螺塞或视孔盖(一定要注意清洁)。
在注油口插入装有精滤器的注油漏斗。
搅动润滑油。
将齿轮箱注油到要求的油位上限,即液面距齿轮箱输出端中心170mm(静止状态),检查液位计所显示的液面高度是否符合实际。
重新装入注油螺塞或盖上视孔盖,切记装入密封垫片。
3 检查润滑供油系统
运行润滑供油系统,需要油温至少大于0℃。
启动油泵-电机组低速级运行(从电动机的风扇端看,其旋转方向应为顺时针方向,严禁反转),油压应该在几秒钟内升高到至0.8bar。 当油温达到大于40°C时供油系统必须切换到高速级,油压应该在几秒钟内升高到至少2 bar。
但是如果在30秒后,低速级时油压超过0.8 bar或者高速级时油压超 过2.0 bar,就必须关闭供油装置,这说明发生了故障。原因可能是油泵无油运行,需要对泵注油。
4检查风冷却器
启动前先确认电机的转向,从电动机的风扇端看,其旋转方向应为顺时针方向,严禁反转。
风电齿轮箱***防护
1 设备操作人员必须负责监督未授权人员对齿轮箱的操作,不允许有影响齿轮箱**的未被授权的改造和更换。
2 设备操作人员必须保证齿轮箱在良好状态下运行。操作人员有责任立即报告影响齿轮箱**的任何情况。
3 进入风机轮毂的任何操作必须在齿轮箱风轮锁锁定进行。
4 起动前,维修后,必须确保所有**装置就绪。
5 齿轮箱操作受国家**标准和事故预防规范约束。
6 应对转动部分进行保护,防止操作人员无意识接触而受伤害。
风电齿轮箱*起动
1. 常温启动
齿轮箱启动前,先检查齿轮箱润滑油液位的高度,然后启动油泵-电机组,当齿轮箱入口处的油压达到大于 0.8 bar时,才可启动齿轮箱。
2.低温启动(机舱内和齿轮箱的油池温度在-15°C 和0°C之间)
启动加热系统(温度≥10°C时再停止)
油池温度达到≥0°C时,启动油泵低速级运行。
采用低速运行模式即空载运行。
油池温度达到≥5°C后,可以带额定负荷的25 %运行。 **不允许在供油装置没有运行时,就带载运行
3. **启动(磨合期启动):
**启动的*初50小时内,在油池温度和轴承温度正常的条件下,齿轮箱只可以带50 %的额定负荷运行,如果在这个阶段没有出现问题,可以将负荷增加到额定值再运行50小时。这100小时的运行期称为磨合期。
磨合期结束时,要在额定负荷运行时进行紧急停车测试。在磨合期,不可以通过制动器进行紧急停机,除非**必要。在磨合期要经常监测油温和轴承温度,需要格外注意的是:整个磨合期必须运行润滑供油系统来进行强制润滑。
4.启动步骤如下:
确认齿轮箱内润滑油已达到规定要求;
使润滑系统电机泵通电;
开启润滑系统电机泵,然后从高速轴端给齿轮箱一个300RPM的转速;
使齿轮箱在此条件下至少工作30min;
齿轮箱、润滑系统电机泵停机。
5.油池温度与负载
油池温度低于 0°C时,不带载运行。
油池温度高于等于 0°且低于 25°C时,负载能力下降到额定负荷的25%。
油池温度等于75°C,或者齿轮箱轴承温度高于等于90°C时,负载能力下降到额定负荷的80 % 。
油池温度高于80°C,或者齿轮箱轴承温度达到95°C时,齿轮箱停机。
风电齿轮箱*停机
当风机不发电时,整个传动链不应在齿轮箱高速轴或其它地方锁死,为了保证齿轮箱的优异表现,风机空转时,不应使润滑系统电机泵频繁启动,应该维持在每隔30分钟运转5分钟的频率。
如果没有动力,即润滑系统电机泵没有启动,齿轮箱可以在只有飞溅润滑的情况下运转1个月,但是经过长时间的空转之后,只有当齿轮箱润滑油的颗粒度达到或优于-/15/12才可以正常工作。
在空转情况下,齿轮箱的允许输入转速范围(行星架)为0-3rpm.
如果风机传动链由于某些原因必须锁死,那么*长时间不应该超过1周。