淺析風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的檢修和維護(hù)

摘 要：風(fēng)機(jī)是風(fēng)電場的主要組成部分。文章主要針對齒輪箱、主軸、發(fā)電機(jī)維護(hù)等方面闡述如何對風(fēng)電場風(fēng)機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、有效、可靠的檢修和維護(hù)，以及風(fēng)機(jī)檢修維護(hù)過程中需要注意的主要事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場；風(fēng)機(jī)；檢修；維護(hù)

風(fēng)電機(jī)組的傳動系統(tǒng)由葉片、輪轂、主軸、齒輪箱和聯(lián)軸器組成。它的主要作用是將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，其過程是機(jī)組通過輪轂、主軸、聯(lián)軸器等部件把葉輪的力矩傳送給齒輪箱，經(jīng)齒輪箱增速到發(fā)電機(jī)匹配的轉(zhuǎn)速，完成能量轉(zhuǎn)化過程。風(fēng)機(jī)作為風(fēng)電場的重要組成部分，如何對其進(jìn)行狀態(tài)檢修和故障診斷，發(fā)現(xiàn)故障并制定經(jīng)濟(jì)有效的檢修與維護(hù)一直是風(fēng)機(jī)領(lǐng)域的主要研究方向。

1 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)對人員配備的基本要求

1.1 風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)人員必須是接受過專門的培訓(xùn)并考核合格的，要求熟悉設(shè)備和運(yùn)行維護(hù)手冊。

1.2 要熟悉掌握風(fēng)電機(jī)機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

1.3 要熟練掌握使用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的方法步驟。

1.4 要掌握風(fēng)電機(jī)組的各種狀態(tài)的信息，故障發(fā)生的信號以及故障屬性，了解掌握一般故障的原因判斷與處理方法。

1.5 要掌握“引用標(biāo)準(zhǔn)”中有關(guān)規(guī)程的基本工作，熟悉操作票和工作票的填寫方式。

1.6 能夠獨(dú)立進(jìn)行容量系數(shù)、風(fēng)能利用系數(shù)、故障率和年可利用率等的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

2 風(fēng)機(jī)檢修維護(hù)的內(nèi)容

2.1 風(fēng)機(jī)的維護(hù)

風(fēng)機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)分為日常維護(hù)和定期維護(hù)兩種，目前風(fēng)電場主要以定期維護(hù)為主。其維護(hù)的主要內(nèi)容有對設(shè)備的潤滑、防腐、緊固、調(diào)整和保養(yǎng)，其目的是為了使設(shè)備達(dá)到清潔、整齊、安全等效果。風(fēng)機(jī)維護(hù)需要達(dá)到的目標(biāo)是：第一，使風(fēng)電設(shè)備安全穩(wěn)定滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；第二，使風(fēng)電設(shè)備保持高運(yùn)轉(zhuǎn)率；第三，使風(fēng)電設(shè)備的使用壽命延長，可靠性增加；第四，應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，不斷進(jìn)行技術(shù)革新。

2.1.1 風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)的要求

（1）操作人員要盡可能的在地面進(jìn)行正常操作。（2）現(xiàn)場需要配備手動控制提升裝備。（3）如果發(fā)生電網(wǎng)停電后再恢復(fù)供電這類不危及今后風(fēng)電機(jī)組安全的外部事故，允許自動恢復(fù)到正常狀態(tài)。（4）運(yùn)動部件的設(shè)計(jì)要具有可靠的安全性，防止由于接觸運(yùn)動部件而發(fā)生意外，以保護(hù)人員的安全，若該部件需要頻繁使用且其運(yùn)動是可見的情況除外。（5）防護(hù)裝置應(yīng)該具有安全可靠的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中要規(guī)定用于故障診斷的設(shè)備，設(shè)計(jì)還要包含對保證檢測人員和檢修人員安全相關(guān)的安全保護(hù)措施。

2.1.2 風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)

（1）風(fēng)電場運(yùn)行的監(jiān)視工作

風(fēng)電場的運(yùn)檢人員應(yīng)每天收聽記錄當(dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r，對風(fēng)電場安全運(yùn)行可能會遇到的問題做好準(zhǔn)備對策。運(yùn)檢人員要每天隨時通過主控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控監(jiān)管風(fēng)電機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)的變化情況。運(yùn)檢人員要根據(jù)計(jì)算機(jī)每天顯示的風(fēng)電機(jī)組的各項(xiàng)參數(shù)，分析其變化情況，如果發(fā)現(xiàn)有異常應(yīng)立即通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控對該機(jī)組進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，并根據(jù)變化情況做出必要處理。同時，要在運(yùn)行日志上作出詳細(xì)的記錄。

2.2 定期巡回檢查

運(yùn)檢人員要定期對風(fēng)機(jī)機(jī)組、升壓站、風(fēng)電場測風(fēng)裝置、場內(nèi)高壓配電線路等進(jìn)行巡視，如果發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時處理，并作出記錄。

2.2.1 檢查風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行中有沒有異常的聲響；電纜是否有絞纏的現(xiàn)象；調(diào)向系統(tǒng)動作以及葉片的運(yùn)行狀態(tài)是否正常。

2.2.2 檢查風(fēng)電機(jī)組的每個部位是否有滲油的現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)有新設(shè)備投入機(jī)組運(yùn)行、氣候出現(xiàn)異常或者風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)異常的時候，要增加巡回檢查的次數(shù)。

2.3 維護(hù)舉例——輪轂與變槳系統(tǒng)

2.3.1 檢查變槳軸承

（1）防腐檢查

首先要先檢查變槳軸承表面的防腐涂層有沒有出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，如果有，要及時補(bǔ)上。然后再檢查變槳軸承表面清潔度是否合格。

（2）變槳軸承密封檢測

第一步，先檢查變槳軸承的密封是否完好。第二步，檢查變槳軸承齒面是否完好。第三步，檢查齒面有沒有點(diǎn)蝕、斷齒、腐蝕等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)有的話應(yīng)立即修補(bǔ)或更換新的變槳軸承。第四步，檢查變槳軸承有沒有異常噪音。如果有，查找噪音的來源，判斷原因并進(jìn)行修護(hù)。

2.3.2 檢查輪轂安裝螺栓是否牢固

風(fēng)機(jī)的檢修

風(fēng)電機(jī)組的檢查內(nèi)容主要包括：各設(shè)備元器件的運(yùn)行情況；設(shè)備的外觀、銹蝕及清潔情況。風(fēng)機(jī)的檢修分為經(jīng)常性檢修、定期檢修和特殊檢修。

經(jīng)常性檢修主要包括風(fēng)機(jī)機(jī)組的檢查、清理、調(diào)整、潤滑以及其臨時性故障的排除。定期檢修是指負(fù)責(zé)人按照公司規(guī)定的機(jī)組定期維護(hù)規(guī)程將所規(guī)定的項(xiàng)目逐步完成，把完成的維護(hù)項(xiàng)目列入機(jī)組維護(hù)記錄中并整理存檔。特殊檢修是指消耗器材多，費(fèi)用高或者是系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)要作重大改變的檢修[2]。其工程復(fù)雜，工作量大，工期長。新投入運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組一般在500小時后進(jìn)行維護(hù)檢修，風(fēng)電機(jī)組的檢修周期一般為6個月/次和12個月/次。

3 風(fēng)機(jī)常見故障的檢修維護(hù)

3.1 齒輪箱故障

3.1.1 齒輪箱故障的原因分析

（1）齒輪箱潤滑不良會造成齒面、軸承過早磨損。（2）如果軸承選擇不合適，由于軸向載荷相當(dāng)大，而造成軸承損壞。（3）齒輪箱在設(shè)計(jì)上有缺陷。由于風(fēng)載荷的不穩(wěn)定性，使得齒輪的承載能力設(shè)計(jì)與實(shí)際有偏差，造成齒輪表面咬傷甚至損壞[1]。（4）失速調(diào)節(jié)型風(fēng)電機(jī)組安裝角如果設(shè)置過大時，冬季就會出現(xiàn)功率過高的現(xiàn)象，過高載荷影響齒輪箱的壽命。

3.1.2 齒輪箱的檢修和維護(hù)

（1）在齒輪箱初次運(yùn)行時，潤滑系統(tǒng)必須要進(jìn)行泄露測試。根據(jù)齒輪箱運(yùn)行地點(diǎn)、運(yùn)行方式以及潤滑油的特點(diǎn)確定維護(hù)時間間隔。（2）根據(jù)齒輪箱的運(yùn)行溫度、環(huán)境的溫度和濕度以及空氣中的灰塵含量等因素，齒輪油定期化驗(yàn)等情況確定齒輪箱潤滑油更換頻率。（3）齒輪油濾清器的維護(hù)。齒輪油濾清器的維護(hù)主要是更換阻塞的過濾器的芯。更換時間間隔不固定，它主要取決于過濾器芯的飽和程度。當(dāng)濾清器進(jìn)出口的壓力差達(dá)到2bar時，說明過濾芯已經(jīng)處于飽和狀態(tài)了，此時就要及時對濾清器進(jìn)行維護(hù)。不過為了安全起見，過濾芯使用最好不要超過12個月[1]。

3.2 并網(wǎng)開關(guān)動作頻繁

風(fēng)電并網(wǎng)引起的主要問題是電壓穩(wěn)定的問題。由于風(fēng)能資源分布限制，大多風(fēng)電場都建設(shè)在電網(wǎng)的末端，那里網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比較薄弱，所以電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性必然會受到影響。并網(wǎng)開關(guān)的作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)時，能確保機(jī)組安全停機(jī)，在機(jī)組運(yùn)行過程中，對風(fēng)況、機(jī)組和電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測和記錄，對出現(xiàn)的異常情況能自動判斷并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生系統(tǒng)故障造成斷電或線路故障導(dǎo)致線路開關(guān)跳閘時，運(yùn)檢人員應(yīng)檢查線路斷電或跳閘原因，待系統(tǒng)恢復(fù)正常后，重新啟動機(jī)組并通過計(jì)算機(jī)并網(wǎng)[2]。運(yùn)檢人員還應(yīng)定期對并網(wǎng)開關(guān)本體進(jìn)行檢查與維護(hù)，防止因并網(wǎng)開關(guān)頻繁動作引起開關(guān)本身機(jī)械故障，影響風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

風(fēng)力發(fā)電是未來電力能源發(fā)展的一個趨勢，但是風(fēng)力發(fā)電還存在一些問題亟待我們解決。因此，我們在工作中要提倡以人為本，多思考，多總結(jié)，認(rèn)真細(xì)心，善于提出問題并解決問題，通過加強(qiáng)日常維護(hù)減少風(fēng)機(jī)的故障頻率以及重復(fù)性故障的出現(xiàn)。相信在大家的共同努力下，風(fēng)機(jī)設(shè)備的檢修和維護(hù)技術(shù)會更加成熟，更加完善。

參考文獻(xiàn)

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