淺析在風力發電機液壓系統中應用蓄能器的效果及維護

摘 要：敘述蓄能器在風力發電機械的液壓系統中的應用，并對蓄能器進行有效的分類。針對風力發電機中蓄能器的安裝、使用及維護進行簡單的介紹。

關鍵詞：風力發電 ； 液壓系統 ； 蓄能器

蓄能器是液壓系統中進行液壓油能量儲存的裝置，在風力發電機液壓系統中承擔著重要的作用。風機在執行工作任務時都會采取間歇式的工作方式，驅動葉尖液壓缸、高速軸制動器、偏航制動器進行工作。液壓泵在進行間歇式工作時可以延長泵和電動機的使用壽命，同時也可以保證整個工作過程保壓持續穩定的進行工作。所以要保證蓄能器在工作過程中對液體壓力能的有效儲存。

1.蓄能器對液壓系統產生的作用

1.1.在選擇液壓泵時可以選擇體積較小的，可以更好的發揮輔助能源的作用。

1.2.作為輔助的能源在主要能源消耗殆盡時可以進行適當的補充，保持壓力的穩定性。

1.3.在液壓系統回路中可以減少沖擊，防止對管路、元件以及相關設備的損害。

1.4.在電力不足或是液壓泵停止工作時可以提供應急能源進行安全的工作，保證工作的完整性。

1.5.在相當長的時間內可以維持系統壓力，補充系統泄露，使液壓泵間歇工作，有效的降低液壓油因持續打壓而升溫，節約能源的同時也延長了液壓油的使用壽命，將對液壓泵的危害降低到最小程度。蓄能器在回路中的作用可以分為吸收脈動、減少液壓沖擊、輔助能源、緊急能源、系統保壓等。

2.蓄能器的分類

蓄能器在能量儲存方式上可以分為三種類型：

2.1.重力式蓄存器

2.2.彈簧式蓄存器

2.3.氣體加載式蓄能器

在風力發電機中的蓄能器體積一般都不會很大，壓力能的儲量也不會很大，在系統中的作用是吸收振動，減少沖擊，緊急能源。蓄能器在損壞后液壓系統依舊可以進行有效的工作。在系統進行工作時產生的影響也不是輕易的能感覺到，所以對于蓄能器在液壓系統工作過程中產生的作用經常被人們忽略。風力發電機液壓系統一般都是安裝在高空進行作業，不利于經常性的維護檢修。所以一般都會選用體積小、容積大、效率高的氣囊式或隔膜式蓄能器。

國產600kW 風機液壓系統原理圖

3.蓄能器在使用過程中的檢修與保養

3.1.蓄能器在保養的過程中要按照一定的周期檢查氮氣壓力情況。在維護的時候可以利用截止閥或是壓力表進行蓄能器常規的檢測工作。在檢測的過程中可以先慢慢的將截止閥打開，使液壓油在壓力的驅使下回流到油箱中。這時壓力表的指針也將慢慢的下降，達到一定數值之后就會下降到零數值，壓力表上的這個臨界數值就是蓄能器的充氣壓力。也可以在關閉截止閥后再啟動液壓泵，這時候壓力表上顯示的壓力會突然上升到一定的數值之后再緩慢的上升，這個上升的臨界數值就是蓄能器的充氣壓力。這兩種方法都很簡單，但是在進行小容量蓄能器充氣壓力的檢測時會受到系統執行元件的影響，檢測出來的充氣壓力值誤差很大。出現這種狀況的時候問題就不會輕易的檢測出來，并且在檢測的過程中受到人為因素的影響很大，只能作為一種參考數據進行判斷。在壓力不足或是補充氣體的狀態下，有時會出現無法完成充氣的狀況，氣體經由液壓系統溢出蓄能器致使氣囊破損，該蓄能器可以通過更換氣囊并測試的方式修復，繼續使用。

B0NUS 1500kW 風機液壓系統原理圖

3.2.在液壓系統進行工作時，液壓泵在瞬時流量時會產生一定的脈動。并且在系統中的一些閥門在長時間的工作中都會有振動現象的產生，這就對液壓系統產生一定的干擾，相應的一些參數也就會發生變化，嚴重的影響到系統的穩定性。在嚴重的時候會使系統產生強烈的振動，影響工作的正常運行。將蓄能器安裝在系統中可以有效的減輕壓力脈沖，蓄能器可以吸收高于平均流量中的瞬時流量，并且在平均流量不足時蓄能器也可以將多余的流量補充到系統中，維持系統的正常工作運轉。閥門元件影響著流體在管路中的流動方向和流動速度，流體停止流動會產生一定的壓力沖擊，壓力沖擊以波的形式在管路中進行流動形成液壓沖擊，這種壓力值平均會高出正常數值的很多倍。壓力值升高可能危及到儀表、元件等裝置的安全性，從而影響到正常工作，并且會產生大量的噪音和振動，容易使鋼管接頭松脫、漏油。在系統中安裝蓄能器可以有效的減輕液壓沖擊，減少噪音和振動，降低鋼管接頭泄露的隱患。

4.蓄能器在使用過程中損壞之后出現的狀況

4.1.在沒有進行工作要求的前提下，蓄能器損壞將會使液壓泵頻繁的自行啟動、打壓。

4.2.在工作過程中突然停電的時候，風力發電機將無法利用蓄能器的能量順槳停機，高速軸制動器無法剎車，葉輪無法停止轉動，偏航制動器也無法剎車，風機將會產生危險，嚴重時會產生飛車事故。

4.3.偏航制動器、高速軸制動器在進行工作的過程中，液壓泵都會自動啟動一次，并且建壓時間都比較短。

4.4.在液壓泵啟停壓力時，會造成啟動與停止壓力數值相差較大，超過一般的規定數值。但是在液壓泵工作過程中壓力上升的速度會很快。偏航制動器、高速軸制動器在工作時啟動速度都很慢。

5.結束語

蓄能器由于長時間的使用會產生一些氮氣泄漏，造成蓄能器蓄能不足，充氣壓力低于一定值會影響到液壓系統的穩定運行，同樣會加快液壓泵的磨損速度及縮短液壓元件的使用壽命，同時也會影響到風電機組的正常安全運行，所以在適當的時間要對蓄能器進行常規的檢查維護，防止事故的發生。

參考文獻：

[1] 楊爾莊.液壓技術在風力發電中的應用概況[J].液壓氣動與密封，2006（2）

[2] 劉湘琪，邱敏秀.液壓技術在風力發電系統中的應用[J].機床與液壓，2005（8）

[3] 姚興佳，等.風力發電技術講座（五）--風力發電機的選型、使用和維護[J].可再生能源，2006（5）

[4]宮靖遠.風電場技術工程手冊[M].北京：機械工業出版社，2008.