風力發電機組中集中潤滑系統的應用

周淑梅，李英昌

（國電聯合動力技術有限公司，北京 100039）

1 引言

隨著風力發電機快速發展，已經裝機的風力發電機組越來越多，后期維護必然成為一個艱巨而又重要的任務，這對設備可靠性提出了要求，因缺少潤滑而導致的故障要盡量避免。集中潤滑系統能夠適時、源源不斷地給相關潤滑點提供適量新鮮的潤滑劑，為風力發電機提供可靠的潤滑。

目前風力發電機應用集中潤滑系統主要部件有：主軸承潤滑、電機部分潤滑、偏航部分、變槳部分。

2 風力發電機集中潤滑類型

2.1 遞進式潤滑系統

原理：泵是通過電機帶動偏心輪轉動，使柱塞泵單元往復運動，將油脂排出至油路中，油脂經過主管線到達分配器，分配器將油量分配到各個潤滑點；潤滑泵工作期間，油路始終存在壓力；泵單元帶有單向閥，分配器出油口接頭帶有單向閥，整個油路不可回流（圖1）。

2.2 單線式潤滑系統

原理：泵體內有壓力換向閥和壓力開關，電機通過齒輪帶動偏心輪轉動，柱塞泵單元往復運動，將油脂通過換向閥排出至油路，到達單線分配器；單線分配器每個出口一起供油，潤滑泵持續供油，將油路內部壓力增大，分配器排出油脂，當油路壓力達到壓力開關設置值時，電機反轉，換向閥換向，油路中油脂回流泄壓，此時分配器柱塞回復，重新吸入油脂，下次潤滑泵工作時，油路壓力增大，分配器排油（圖2）。

2.3 噴射潤滑

干油噴射潤滑和油霧潤滑一樣，也是依靠壓縮空氣為動力的一種潤滑方式。由于干油粘度太大，它不能像油霧潤滑那樣，利用文氏管效應形成霧狀。而是靠單獨的泵（干油站）來輸送油脂。油脂在噴嘴與壓縮空氣匯合，并被吹散成顆粒狀的油霧，隨同壓縮空氣直接噴射到摩擦副進行潤滑。它的顯著特點是潤滑劑能超越一定的空間，定向、定量而均勻地投到摩擦表面。不僅使用方便、工作可靠用油節省，而且在惡劣的工作環境下，也能獲得較好的潤滑效果（圖3）。

特點：使用帶有高固成分的特殊潤滑劑，高效、無接觸，空間大，主要用于齒面潤滑。目前應用很少。

圖1 遞進式潤滑

圖2 單線式潤滑

圖3 噴射潤滑

3 集中潤滑設計

3.1 遞進式潤滑

目前小MW或陸上機型使用遞進式居多，應用較為成熟，監測可靠性更高。如圖4所示的一個變槳軸承和齒的自動潤滑系統圖例，由泵內的電機驅動潤滑脂通過泵單元輸送給主分配器，主分配器中的3根管路輸送給3個二級分配器，另外3條管路分配給3個變槳潤滑小齒，再通過3個二級分配器分別與3個變槳軸承的注油孔連接，另外軸承上的出油孔與集油瓶連接，以便收集多余油脂。其中軸承和潤滑齒的潤滑量通過主分配器按一定比例設計，最后通過控制系統定時定量地自動加注，達到以特定的時間間隔自動為變槳軸承滾道的摩擦接觸點或面以及外齒面提供滿足其質量要求的新鮮潤滑脂，以確保軸承、齒輪達到最佳的使用狀態并延長使用壽命。

其狀態監測點主要是低油位控制，當泵內的油脂消耗到最低油位點發出報警信號，進行補充油脂處理。另外分配器有堵塞報警，即在一定時間內發現分配器脈沖循環少于一定數量則發出報警信號，需檢查水泵是否正常運轉，或分配器是否發生堵塞，對管路泄露或堵塞等方面進行排查。

3.2 單線式潤滑系統

如圖5所示通過單線式潤滑系統集中潤滑3個變槳軸承和齒，由泵內電機驅動將油脂通過換向閥排出至主管路，到達油脂泄壓值分配器將油脂排出，主管路一直注入油脂并且主管線上分配器油脂全部排出，當油路壓力達到開關設置值時，電機反轉泄壓。完成一次注油。分配器各自比例按潤滑需求配置，通過多長時間完成一次注油進行定時定量控制。

狀態監控主要有：低油位控制，當泵內的油脂消耗到最低油位點發出報警信號，進行補充油脂處理；故障報警，主管線壓力建立不起來則發出報警，需檢查水泵是否正常運轉，對管路泄壓等方面進行排查。

圖4 遞進式原理圖

圖5 單線式原理圖

4 結語

通過對目前遞進式和單線式集中潤滑的分析可以看出，如果需要更精確監控整個潤滑系統并且便于維護，使用遞進式的更符合要求；如果為了減少維護，使用單線式的潤滑系統更為合適，目前海上機組基本采用此潤滑系統。齒面噴射潤滑已經很少使用了，噴射潤滑很難維護操作，并且對潤滑劑、潤滑系統要求較高。