作者： 石誌標[1] 辛昆[1] 於（yú）穎（yǐng）[2]
（1.東北電力大學 吉林吉（jí）林 132012；2.空軍航空大學 吉林長春 130021）
摘 要（yào）：本文根據某風電場風電機組發（fā）電機軸（zhóu）承失效的實際情況，對（duì）有關風機事發前的遠程監（jiān）測情況及事後（hòu）現場（chǎng）檢查情況進行了詳細描述，研（yán）究了（le）軸承失效原（yuán）因機（jī）理；結合實際對風力發電機軸承失效進行了（le）全麵分析；有針對性的對軸承失效給出（chū）了防（fáng）範措施。
關鍵詞；風電機組；發電機前軸承；失（shī）效分析
0 概述
某風電（diàn）場安裝100台（tái）1.5mw雙饋異步低溫型風電機（jī）組，總裝機容量15萬千瓦。 2010年12月初風機開始進入並（bìng）網調試，2011年1月底，全部100台（tái）風機調試完畢，進入並網發電狀態。風機變槳方式為（wéi）電動變槳，主傳動鏈由輪轂、主軸承、主軸、增速齒輪箱、聯軸器及（jí）發（fā）電機組成。
1 遠程（chéng）監控情況描述
風電場設有風機遠程監控係統，可以在集控（kòng）室實時監控各台風電機組運行狀態和參數。針對發（fā）電機及聯軸器部位（wèi）監測信號主要有發電機x向（軸（zhóu）向）一（yī）、二級振動，y向（徑向）一、二級振動，發電機軸承（chéng）（前端軸（zhóu）承）溫度，發電機定子繞組溫度，齒輪箱高速軸（聯軸器）轉速，發電機轉速；發（fā）電機前後軸承潤滑係統狀態信號未采集（jí）到集控（kòng）室（shì），隻有在機艙就地才能（néng）觀察（chá）到潤滑係統工作（zuò）狀態（tài）。
風（fēng）電場運（yùn）行人員及風機廠家服務人員發現總結各發電（diàn）機組更換發電機軸承前情況的記錄：
運行狀態:
（1）日常從集控室風機監控係統可監測到，當輪轂高度十分鍾平均風（fēng）速在（zài）3m/s-20m/s之間、即發電機在1010rpm-1800rpm之間運行、功率（lǜ）為0-1500kw之間時（shí），正常觀（guān）測到的發電機前軸承溫（wēn）度在20℃-60℃左右；30#、57#、75#、80#、86#、97#發電機運行溫度普遍高於70℃，個別時段達到80℃-90℃，47#風機（jī）不定期報“發電機繞組溫度高”停機，不（bú）能遠程複位，Z終故（gù）障停機無法啟機。
（2）30#、80#、86#風機不（bú）定期報“發電機x向一級振動”停機，但風機可遠程自動複位運行；47#風（fēng）機頻繁報（bào）出“發（fā）電機x向一級振動”停機，可遠程手動複位啟機，但啟機後再次報錯停機。
（3）有關各機位風機齒輪箱高（gāo）速軸、發電機轉數監測數據未出現異（yì）常（cháng），未見超速報警；其他運行狀態如電氣量、油（yóu）壓等無明顯異常。
（4）遠程監控僅有主軸承潤滑係（xì）統運（yùn）行指示燈，無發（fā）電機軸承（chéng）潤（rùn）滑係統運行狀態監測設置，無法監控發電機軸承潤滑情況。
2 軸承失效分析及現場檢查情況
2.1軸承失效（xiào）原因機理
軸承失效可體現在剝（bāo）離、燒傷、裂（liè）紋缺（quē）陷、保持架破損、擦傷卡傷、鏽（xiù）蝕、腐蝕、磨損、電蝕、蠕變、壓痕碰傷等多種形式。
2.2各（gè）有關風機登（dēng）機現場檢查情況
風電場運行人員及（jí）風機（jī）廠家（jiā）服務人員發現風機存在的異常特別是47#風（fēng）機故障停機後，迅速組織人員登塔進入機艙現場進行仔（zǎi）細排查。各有關機位檢查情（qíng）況如下：
（1）47#風機（jī）。發電（diàn）機及聯軸器外（wài）觀無異常，手動盤車發現發電機轉子聲音較（jiào）大。
（2）30#風機。發電機及聯軸器外觀無（wú）異常（cháng），潤滑油罐內油脂顏色無異常，剩餘量為滿（mǎn）罐的1/3。
（3）75#風機。發電（diàn）機及聯軸器外觀（guān）無異常，潤滑油罐內油（yóu）脂顏色無異常，剩餘量為滿（mǎn）罐的1/10。聯軸器近發電機端止退小螺栓力矩有鬆動現象，發電機右前支腳發電機與彈性支承力矩不符合要求（額定值470nm）。
（4）57#、80#、86#、97#風機。
2.3軸承失效原因初（chū）步分（fèn）析
根據集控（kòng）室監控信息以及現場檢查（chá）情（qíng）況，事後查看風機事發期間故障記（jì）錄及維護記錄，詢問了解維護過程，確認發電（diàn）機前軸（zhóu）承（chéng）失效。失效原因初步分（fèn）析如下：
2.3.1初步排除軸承製造、裝配及疲勞損壞問題。
風電（diàn）場及時與設備（bèi）廠家聯係，協調索要了FAG軸承批（pī）次出場（chǎng）合格證及檢驗報告，發電（diàn）機裝配記錄，確認幾台風機發電機軸承非製造（zào）質量及裝（zhuāng）配工藝原因失效。
風機發電機軸承從出廠到更換（huàn）僅有2年時間，遠未達到20年使用壽命期，因此不應是疲勞失效原（yuán）因。
2.3.2發電機軸承潤滑係統問題。
潤滑係統采用的是lincoln quicklub潤滑泵（bèng），由儲油罐、控製（zhì）板及潤滑管路（lù）組成。潤滑（huá）脂型號為albida ems2，正常儲存量為1kg，顏色為（wéi）褐黃色。47#風機發電機軸承（chéng）潤滑脂明顯變質，造成軸承潤滑失效。其他幾台風機儲油脂量較正常偏少，懷疑潤滑泵運行周期及（jí）單次運行時間（決定注油量）設置（zhì）與實際需要不符或達不到軸承正（zhèng）常工作需要要求，造成軸承潤滑（huá）不充分。
2.3.3聯（lián）軸器軸對中問（wèn）題。
從7台風機軸對中檢（jiǎn）查結果看，所有均不滿（mǎn）足軸對中允許偏（piān）差範圍。發電機轉子高速旋轉在軸不對中工況下，這也是造成（chéng）發電機（jī）軸承失效（xiào）的主要原（yuán）因之一。造成軸對中不合格的主要（yào）原因分析為聯軸器小螺栓力矩及發（fā）電機支腳螺（luó）栓力矩緊固存在問題。
2.3.4潤滑（huá）脂存在汙染。
從發電機軸承（chéng）拆卸（xiè）的情況看，軸（zhóu）承上的潤滑脂（zhī）為黑色並（bìng）夾雜雜質（zhì），經檢查雜（zá）質非鐵屑，排除（chú）金屬磨損產生鐵屑（xiè）原因。根據風電場所在地為沙化草原（yuán）地區，常年風沙較大，且大風季節常伴有沙塵暴，從機艙（cāng）內明顯可見到處都是砂質粉塵。懷疑油脂中雜（zá）質為空氣中沙塵。
2.3.5風機維護工作不力。
3 采取的防範措施
3.1外部措施
（1）要求風機廠家協調發電機（jī）廠家製定詳細處理方（fāng）案報業主審核，經（jīng）同意後立即組織對發（fā）現問題的7台風機進行處理，確保風（fēng）機盡快恢複發電；同時要求對風機發電機前軸承（chéng）失效（發電機更換）進行技術分析，提交分析報告。
（2）風機吊安裝期（qī）間業主已要求風（fēng）機廠（chǎng）家對發電（diàn）機（jī）進行軸對中檢（jiǎn）查，廠家以機艙出（chū）廠前已進行相應檢測（cè）為由拒絕再次檢測。業主方考慮到主機出（chū）廠需經（jīng）2700公裏近半個月時間長途運輸才能到風電場，路（lù）途中顛簸震動（dòng）可能會對發電機與聯軸器對中產生影響；結合本（běn）次幾台風機發（fā）電機軸承失效問題，要求風（fēng）機廠家必（bì）須對全場風機軸對中進行複檢提交檢測報（bào）告。
（3）要求風機廠家必（bì）須落實發電機（jī）軸承潤滑係統參數設定及與現（xiàn）場實際工作需要是否匹配合理，對（duì）全（quán）場所有（yǒu）風機發電機前軸承潤滑（huá）係統、主軸承潤滑係統及輪轂變槳潤滑係統的參數設定、儲油量及（jí）管路、油（yóu）脂（zhī）使用型號是否正確進行全（quán）麵檢查，提（tí）交報（bào）告；同時要求（qiú）風機廠家技術（shù）部門考慮對軸承潤滑係統運行狀態信號進行遠傳改造，使風電場集控室便於掌握風機（jī）軸承潤滑係統運行狀況，及時發現問題。
（4）要求風機廠家對風機所有參數、定值（zhí）進行重新梳理，特別是影響風機安全穩（wěn）定運行的振動、溫度、壓力、轉速等信號的（de）檢查（chá）；同時嚴（yán）禁存在屏（píng）蔽風機報警信號的情況（kuàng）。
3.2內部措施
（1）要求生產值班人員加強風機運行監（jiān）控，每三小時全麵檢查一次100台風機（jī）運行狀態信號，對異常（cháng）信（xìn）號要及時關注並記錄；對反複出現的報錯（cuò）信（xìn）息，如振動、溫度蓄電（diàn）池電壓等（děng），要（yào）特別注意（yì），及時匯報風（fēng）電場領導並及時告知現場風機廠家人員進行處理；對頻繁（fán）出現（xiàn）的報錯不（bú）要輕易複位風機，及時通知廠家人員處理。
（2）製定專門（mén）負責人參與廠家對軸承失效技術（shù）分析，並安排（pái）專人參與到風機各項檢查工作中（zhōng），對檢查結果及時記錄。
（3）建立風機（jī）缺陷管理製度（dù）及設備缺陷檔案（àn），實行（háng）責任追溯製，明（míng）確各級管理責任，細化分工，層層落實，風機缺陷管理要明確分配到個（gè）人。
（4）加強風電場運行人員理論及技能培訓，提升風機故障缺陷處理、問題分析及風機檢修（xiū）維護動手能力。 [科]
【參考文獻】
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來（lái）源：《科技（jì）致富向（xiàng）導》2012年26期
