摘　要：本文針對目前兆瓦級風力發（fā）電機組中（zhōng）應用的變槳軸承的集中潤滑係統，結合其基本工作原理，從實踐（jiàn）角度（dù）介紹幾（jǐ）種機（jī）組運行過程中出現的一些關於集中潤滑係統的問（wèn）題與故障，現（xiàn）場的處理方法，以及針對現場故障（zhàng）原因的（de）初步分析，從而前瞻（zhān）性地為預防類似故障發生，和提（tí）高機組可（kě）利用率，提供一些有益的幫助。
　　關（guān）鍵詞：兆瓦級；風力發（fā）電（diàn）機組；變槳軸承；集中潤滑
　　0　引（yǐn）言
　　為了簡化變槳軸承（chéng）的定期潤滑與維護工作，越來越多的風（fēng）電機組開始采用（yòng）集中潤滑係統。集（jí）中潤滑係統有（yǒu）效地降低了現場維護的工作強度，使軸承滾道與輪齒得到持續潤滑（huá），降低了由潤滑不良引起的（de）變槳係統故障（zhàng）與變槳軸承失效的概率，進而有效降低（dī）了變槳（jiǎng）係統的維護成本和由（yóu）於變槳軸承失效造成的更換成本。
　　但是由於集（jí）中潤滑（huá）係統是（shì）一個集成了電氣、機械與液壓等多方麵設備元件的複雜係統，環境（jìng）溫（wēn）度、機（jī）械振動、潤滑介質的特性，以及潤滑係統元件的（de）可靠性，都有可能會引起潤滑係統（tǒng）的故障。並且集中潤滑係統運用到風電機組的時間（jiān）不是很長，由於技術與經驗積累還不完善，潤（rùn）滑係統供應商與軸承廠家、整機廠（chǎng）家之間的溝通也不（bú）夠充分，所以（yǐ）集中潤滑係統注油參數的設置不合適，會造（zào）成潤滑不充分或注（zhù）油過（guò）多甚至溢出。
　　本文首先介紹兆瓦級風機的集中潤滑係統（tǒng）的（de）原理，然後針對集中潤滑係統目前存在的一些問題，結合現（xiàn）場工作得到的經驗（yàn）教訓，介紹集中潤滑係統常（cháng）見的幾類故障，引出現場使用過（guò）的幾（jǐ）個解決方案，從而為有（yǒu）效提高風電機（jī）組可利用（yòng）率提供一些參考。
　　1　集中（zhōng）潤滑係統（tǒng）原理（lǐ）
　　目前風機上的自動潤滑大部分采用的遞進式分配器，其原理是通過依次擺動定量柱塞（sāi）的方（fāng）式，把油脂送到潤滑點。泵的壓力可以完全作（zuò）用到每一個點上（shàng），因此，係統可以很容易通過安全閥進行監控。如果某（mǒu）個潤滑點不能通過分配器得到潤滑（huá），有堵塞情況發生，係統會產生之前（qián）設定（dìng）的高壓，潤滑脂從（cóng）安全（quán）閥處溢出。該風機上的（de）安全閥帶有回（huí）油裝置，能將溢出（chū）的油脂回送到泵內，避免了油脂溢出所形成的環境（jìng）汙染。
　　如圖（tú）一所示的一個變槳軸承和齒的自動潤滑係統圖為例，通過（guò）泵內的電機驅動（dòng）潤（rùn）滑脂通過泵單元輸送給主分配器（qì），主分（fèn）配器中的三根管路輸送（sòng）給三個二級分配器，另外（wài）三條（tiáo）管路分配給三個變槳（jiǎng）潤滑小齒，再通過（guò）三個二級分配器分別與三個變槳軸承的注油孔連接，另外軸承上的出油（yóu）孔與集油瓶連（lián）接（jiē），以便收集多餘油脂。其（qí）中軸承和潤滑齒的潤（rùn）滑量通過主分配器按一（yī）定比例（lì）設計（jì），Z後通過控製係統定時定量的自動加注，達到以特定的時間間隔（gé）自動為變槳軸承滾道的摩擦（cā）接觸（chù）點或麵以及外齒麵提供滿足其（qí）質量要求的新鮮潤（rùn）滑脂，以確（què）保軸承、齒輪達到Z佳的使用狀態（tài）並延長使（shǐ）用壽命。
　　2　集（jí）中潤滑係統常見故障及原因分析
　　變槳軸承（chéng）的（de）集中潤滑係（xì）統相對傳統的手動潤滑，由於引（yǐn）入電氣與機械係統，係（xì）統（tǒng）可靠性降低，不可避免地提高了故（gù）障發（fā）生的頻（pín）率；同時，風（fēng）電機組（zǔ）運轉過程（chéng）中的振動，使集中潤滑係（xì）統的機械（xiè）結構也承受（shòu）著一定程度的可靠性風險。下（xià）麵（miàn）結合現場調試和運行過程（chéng）中遇到（dào）的實際問題，主要從機（jī）械係統角度，提煉了以下若幹項常見的故障：
　　2.1 變槳軸承密封圈漏脂（zhī）
　　圖二（èr）中所示是泄漏潤滑脂清（qīng）理（lǐ）之後的（de）狀態。此現象在傳統的手動潤滑方式（shì）中通（tōng）常是由於密封結構設計不（bú）合理或安裝（zhuāng）過（guò）程質量控製不到位（wèi）所致（zhì）。但是在集中潤（rùn）滑係統中，如果壓力（lì）泵或輸脂管中的空（kōng）氣未完全排空，空氣（qì）將隨著潤滑脂進（jìn）入軸承滾道，造成軸承滾（gǔn）道內局部壓力過大，進而撐（chēng）開密（mì）封圈，造成嚴重（chóng）漏脂。潤滑脂的泄漏一方麵會造成軸承滾道局部的潤滑不足，降低（dī）變槳軸承的有效工作（zuò）壽命；另一方麵大量泄漏的潤滑脂（zhī）會汙染葉片根部。因（yīn）此（cǐ），集中潤滑係統的（de）安（ān）裝完成後（hòu），在（zài）出廠前需與變槳（jiǎng）傳（chuán）動係統進行聯合調試。在潤滑（huá）泵有效排出空氣（qì）的基礎上，通（tōng）過實際運（yùn）行潤滑係統檢驗滾道中是否有殘存的空氣，並充分排除之。
　　2.2 分配器漏脂
　　相較於傳統的人工注脂，集中潤滑係統增加（jiā）了同時對軸承上各個注油點（diǎn）進行注脂的分配器，提高（gāo）了加（jiā）脂（zhī）效率；但是分配器的增加，造成（chéng）潤滑脂泄漏的概率增加。由於通常二級分配器的出脂口數量大於一級分配器，潤滑（huá）脂溢出多數出（chū）現在滾道潤（rùn）滑的二級分配器，如圖三所示。與軸承密封圈漏脂類似，二級分配器的潤滑（huá）脂泄漏會（huì）造成軸承潤滑不（bú）足，降低軸承工作壽命；同時，溢出的潤滑脂使輪轂內的維護工作難度加大，甚至造成著火、滑倒等安全隱患。
　　二級（jí）分（fèn）配器潤滑脂泄漏的原因主要包含以下兩種：1.注脂管未有效插入分配器接口（出脂口） ；2.分配器內部存在堵塞（sāi）。
　　針對個（gè）原（yuán）因的解決方（fāng）案是嚴格控（kòng）製工廠裝配質量（liàng），並加強裝配（pèi）技術（shù）培訓；第二個成因（yīn）的解決方案，則（zé）是工（gōng）廠檢測過程中的潤滑係（xì）統試運行，試運行可以將集中潤滑係統的故障提早暴露出來，通過改進避免到風場解決，從而有（yǒu）效降低維護（hù）成本。
　　2.3 軸承輪齒潤滑不充分
　　集中潤滑係統中，軸承輪齒的潤滑是通過（guò）潤滑小齒與變槳驅動齒（chǐ）輪齧（niè）合塗脂實現的，如圖四所示。潤滑小齒輪固定在輪轂肋板上，與變槳驅動齒輪（lún）齧合，將潤滑脂均勻附著在變槳小齒輪（lún）上，以減小其齒麵磨損，提高工作壽命。
　　如果潤滑小齒輪的寬度小（xiǎo）於變槳（jiǎng）小齒輪與軸承（chéng）輪齒的齧合寬度，或者潤（rùn）滑小齒輪與變槳小齒輪在齒輪寬度方向未對齊，就（jiù）有可能造（zào）成變槳小齒輪與變槳軸（zhóu）承的（de）傳動副局部沒有得到潤滑（huá），降低變槳（jiǎng）小（xiǎo）齒（chǐ）輪和軸承的使用壽命。該故（gù）障可以通過嚴格控製設計與裝配質量來（lái）避免。
　　2.4 輸油管堵塞問題
　　由於集中潤滑（huá）係統（tǒng）引入壓力泵為潤滑脂的輸送提供動力，因而壓力泵（bèng）的排空問題同樣存在於潤滑（huá）係統。圖五所示的故障（zhàng）是由於（yú）壓力泵啟動前未完全排出空氣，造成（chéng）輸脂管路的堵（dǔ）塞。
　　除此以外，潤（rùn）滑脂的粘（zhān）度也是潤滑脂輸送管路堵塞的一個原因。由於國內的風電機（jī）組主要安裝於東北（běi）、西北（běi）、華北的（de）寒冷區（qū）域，潤滑脂在冬季低溫環境下的粘度明顯降低，流動性變差，進而造成潤滑脂流動不暢，甚至堵塞輸脂管。潤滑脂流動不暢會造成軸承滾道與輪齒潤滑不充分，管路堵塞則可能會（huì）使整個潤滑係統（tǒng）失效，造成致（zhì）命影響。
　　壓力泵的排空可以通過嚴格（gé）遵守壓力（lì）設備的安裝說明操作（zuò）來實現；而針對（duì）管（guǎn）路堵塞問題，則須在潤滑脂的選型過程中，依據機組的運行環境條（tiáo）件慎重選擇來有效避免。
　　2.5 潤（rùn）滑係統可靠（kào）性問（wèn）題
　　集（jí）中潤（rùn）滑係統的可靠性問題分為機械（xiè）與電氣（qì）兩個方麵。由於集中潤滑（huá）係統位於旋轉的風輪內，而風輪與外界環境（jìng）連通，因此（cǐ）係統的可靠性會同時承受（shòu）離心力、振（zhèn）動與環境（jìng）溫度三方麵的考驗。
　　影響係統可靠性的因素中，振（zhèn）動造成的（de）故障（zhàng）Z為常見。圖五是風電機（jī）組運行過程中（zhōng），由於振動使（shǐ）潤滑小齒輪支架斷（duàn）裂失效，潤滑小齒輪被（bèi）卷入變槳小齒輪與變槳（jiǎng）軸承的傳動副，使變槳係統無法運轉，進而造成故障停機。針對該故障，對原支架結構進行改進，增加強度並對連接螺（luó）栓采取了防鬆措施的解決方案。由於振動引起的故障與離心力不同，無法精確判斷其作用（yòng）方向、大（dà）小與頻次，並且輪轂內部的維護難度相對機艙更大，因而難（nán）以準確的做出對（duì）應的預防措施，或及時對故障做（zuò）出預警。所以針對集中潤滑係統，必須采用更大的安全係數設計標準，增加防鬆措施，嚴格控製裝配質量等多方麵手段來防止振動故障的發生。
　　除了對機械係統的（de）影響，振動通常還會使潤滑係統控製器內（nèi）部的電纜連接發生鬆動，無法控製潤滑係統正常工作，造成故障停機。
　　溫度對（duì）係統可靠性的影響（xiǎng）主要體現在潤滑係統零部件的材質方麵。低溫型風機集中潤滑係統的電纜（lǎn）表層材質，在低溫環境下（-40℃）要（yào）能（néng）保持韌性，從而有效保（bǎo）護內部的光纖不被折斷。低溫環境的風場有（yǒu）時在風況並不惡劣的條件下，也出現的通信和潤滑故障便是由此（cǐ）原因造成的。目（mù）前對於低溫環境造成的可靠性問題，主要（yào）的解決方案是使用具備耐低溫工作條件（jiàn）的電纜。
　　離心力對係統可靠性的（de）影響，由於其方向與（yǔ）大小的可預見性，通常在設計過程中已經采取了有效的防範措施（shī），因而出現故（gù）障停機的機會很少。
　　3　結論
　　集中潤滑係統的優點不言而喻，但是（shì）為了（le）Z大限度的（de）發揮其優勢，減少故障的發生，裝配與（yǔ）調試過程中，需要做到以下幾點：
　　（1）嚴格控製裝配質量，避免小的疏忽（hū），造成大問題；
　　（2）出廠前，進（jìn）行一（yī）段時間的試運轉（連續運轉時間Z好不少於6小時（shí））；
　　（3）調（diào）試過程中與潤（rùn）滑係（xì）統供應商密切溝通，選擇（zé）合適的潤滑時間設（shè）置。
　　盡（jìn）管集中潤滑係統相較於傳統的手動潤滑，存在一些問題需要（yào）解決，但是通過實際經驗的積累（lèi），以及針對故障有效的持續改（gǎi）進，集中潤滑係統（tǒng）相對手動潤滑的效率與省力優勢必將更加明顯，從而是風電機組的（de）可利用（yòng）率得到進一步的提升。