本刊 | 蘇曉
潤滑油與潤滑是兩碼事
——專訪廣州機械科學研究院設備潤滑與檢測研究所所長賀石中
本刊 | 蘇曉

受訪嘉賓:
賀石中,教授,博導,著名潤滑技術專家、國務院特貼專家,廣州機械科學研究院設備潤滑與檢測研究所所長,機械工業油品檢驗評定中心主任,中國摩擦學會會刊《潤滑與密封》雜志主編;有三十余年從事工礦企業設備潤滑管理、油液監測、故障診斷、維修策略等技術的研究和推廣應用工作經驗。
賀石中:國際上管理先進的風電場維護方式主要表現在以下三個方面:一是及時監測風電機組零部件的實時狀態,建立風電機組的故障隱患狀態和風險評估模型;二是根據風電機組的故障模式,建立風電機組的故障趨勢及預警模型;三是確定最優維護和維修閾值,制定風電機組的最優維修策略。現代風電場維護與保養的核心方式是將零部件的故障隱患消滅在萌芽狀態,以此來組織運維資源。
風電場的故障主要分為電器故障和機械故障,電器故障多但容易排除,機械故障盡管少,但一旦發生很難排除,將導致重大危害。而潤滑問題是導致風電機組零部件異常磨損、工作失效的重要根源,是機械故障的重要根源。
在2015年度國家科技支撐計劃項目申報指南中,“大型風電場智能化運行維護系統研究及示范”被列為能源領域的重要研究項目。在今年6月國家科技部組織的項目申報中,全國有十四家大型電力企業和科研院所分別組織力量申報了該項目,其中廣州機械科學研究院的項目申報書中著重強調了風電機組零部件的潤滑維護與管理在運維工作中的重要性,最終通過了科技部組織的答辯和專家評審。項目立項成功,充分說明了風電機組零部件的潤滑維護與管理得到了我國風電運維技術專家的高度重視。
賀石中:風電機組的主要潤滑部件有齒輪箱、軸承(發電機軸承、偏航軸承、主軸承)、液壓系統等。國際上風電場正常運行情況下,風電機組的使用壽命一般為20年,其中最重要的部件是齒輪箱。但是由于潤滑油品質量問題、潤滑維護問題、還有維修問題等因素,齒輪箱的壽命有較大的差異,作為風電機組的主要部件,齒輪箱的潤滑維護與管理對于整機的運維成本和發電效率起著重要的作用。由于風電機組運行環境的特殊性(運行環境溫差大、濕度大、風沙污染重、海邊鹽分高、負荷不恒定等因素),風電齒輪箱的潤滑故障問題非常突出,主要有齒輪的微點蝕、擦傷磨損、腐蝕磨損等。首先,選擇優質的風電齒輪箱潤滑油,能克服運行環境溫差大、濕度大、污染高、負荷不恒定、油膜難建立等困難,如何選擇合適的風電齒輪油,是值得風電場認真思考的問題;其次是潤滑維護問題,油中的微量水分、污染顆粒和磨損下來的金屬顆粒都會加劇油品氧化老化,并且會導致油膜形成不良,所以要加強監測和維護;再次是油溫、油壓、冷卻系統等的正常運行都影響潤滑狀態。
軸承一般是用各種潤滑脂來潤滑,潤滑脂的耐高溫、耐水、極壓抗磨性能、耐污染等性能都直接影響軸承的正常運行,而且現場的加注潤滑脂的方式是否正確都有影響。風電液壓系統主要是剎車系統,油箱不大,但液壓油的污染程度會直接導致液壓系統控制閥的卡瑟和故障。
賀石中:對國內風電整機廠及齒輪箱制造廠來講,需要加強整機設計及機械部件設計人員對潤滑知識及理論的學習,提高對潤滑與機械失效之間關系的認識。機械是宏觀的,而潤滑更多的是微觀。我是中國摩擦學會會刊《潤滑與密封》主編,審閱一些有關齒輪箱用油選型的論文時發現,搞齒輪箱設計的往往注重的是齒輪負荷、強度、表面粗糙度等對潤滑的影響,而對潤滑油的化學性能、污染劣化程度、摩擦潤滑、磨損失效機理關注不多,對現場的潤滑維護向風電業主要求的也不如國外整機廠要求得高,這也是中國機械設計制造行業普遍存在的問題,重視宏觀,輕視微觀,就像一些制造業的機加工,重視冷加工,輕視熱加工。
相比較其他行業來講,我國風電產業在潤滑技術與理念上總的來講還是不錯的,這主要是受國外整機廠的影響。但也存在不少問題,主要表現在三個方面:一是對預防維護、維修的概念理解執行不到位,例如國外整機廠對潤滑的要求,在風電場業主運維人員那里就打折扣了,如對每臺風機齒輪箱潤滑油每年至少要取樣分析檢測一次,不少風電場業主就不愿意檢測,認為現在機組還運行得好好的,沒什么意義。二是現場潤滑技術和管理落實不到位,例如不少風電場對潤滑油脂的選型、使用、換油、維護等缺乏科學有效性,沒有系統完整的管理方法和現場潤滑操作手冊。三是對一些機械零部件的失效故障原因分析不透徹,缺乏故障失效分析技能。一些機械部件的失效,現場人員對是否由潤滑引起往往難以判斷,從而一些表面現場掩蓋了潤滑不良的深層次的原因。
賀石中:風電行業是個新興行業,據我接觸到的一些風電企業管理者和技術專家,他們都較易接受新的事物和觀點,也比較重視組織有關的知識技能培訓。在2012年廣州機械院與金風科技在北京召開的首屆風電潤滑培訓班上,時任中國風能協會主任賀德馨研究員就親自到會,以其專業視野要求風電運營商要高度重視潤滑技術和管理,防微杜漸,避免重大機械故障的發生。
但由于風電與火電、水電、核電等有很大的不同,許多風電場的現場運維管理難度大、不少現場的運維人員技術素質有待提高,特別是預防維護意識存在問題。因為潤滑不良所導致的故障是漸進的,不會馬上爆發,本來一個正常運行的齒輪箱可以用20年,若平時潤滑不良,可能其壽命只有10年,但現場許多運維人員認識不到這個問題。所以風電行業在潤滑管理與人才培養上關鍵還是預防維護意識的教育培養,其次是潤滑油知識和現場潤滑技術的培訓。廣州機械院在國際交流合作的基礎上,不久將在風電行業推出更便于運維人員消化吸收的國際最新潤滑培訓課程。
賀石中:我國風電潤滑油市場主要被外資品牌所占有,這里面有許多深層次的原因。自2006年《可再生能源法》頒布以來,我國風電得到快速發展,初始階段有關技術完全來自于國外,隨后才逐步消化吸收和國產化。目前風電場使用外資品牌多的主要原因,一是國外原始設備廠商的推薦,中國的業主往往認為用原始廠商推薦的產品心里踏實點,即使出了問題自己也沒有太大的責任;二是國外風電行業已發展了幾十年,國外一些著名油品公司的風電潤滑油產品開發時間也較長,成熟度也較高,而我國潤滑油行業對風電專用油,特別是風電齒輪油研發時間不長,這也是風電業主的顧慮所在。
近年來,我國本土的著名潤滑油企業的產品質量和技術水平都有較快的發展,在風電行業的潤滑產品開發應用上具有較強的競爭力。但社會上還有不少地方上的潤滑油企業的潤滑產品質量缺乏技術保障,所以風電行業的國產化新油選型要認真重視,要用檢測數據來說話。與國外著名品牌相比,我國的本土品牌在產品配方和調制技術上差距都不大,問題主要還是在產品質量的穩定性上,這主要是要靠整個企業管理水平提高來實現的,對使用本土潤滑油品牌的風電場,建議要建立加強新油的質量驗收把關制度,對供應商的油品質量進行監督。我國潤滑油品牌的主要優勢是市場銷售網點的完整性和價格優勢,但其售后檢測技術服務意識沒有國外著名品牌強。總的來講,潤滑油不等于潤滑,風電場機械零部件的潤滑狀況好壞,除了靠新油的自身質量外,主要還要靠日常的潤滑維護和保養。