集中潤滑系統在風力發電機中的應用

霍啟鏗

（河谷智能裝備股份有限公司，廣東 佛山 528000）

為了降低故障發生的頻率，延長風電機組部件的使用壽命，減輕運維人員的工作難度和安全風險，可以采用集中潤滑的方式對風力發電組的主軸承、偏航軸承及齒面、變槳軸承及齒面、發電機軸承等重要運動部件進行潤滑。

1 風力發電機集中潤滑系統的優點

主軸承、偏航軸承及齒面、變槳軸承及齒面、發電機軸承等是風力發電機的重要運動部件，需要定期加注潤滑脂以減輕部件的磨損。一旦這些部件因異常磨損需要更換，將會造成幾十萬甚至上百萬的經濟損失。在過去，一般是通過手動潤滑的方式加注潤滑脂，但是手動添加潤滑脂往往不能準確的加注到需要潤滑的部位，添加的油脂量也不好掌握，人為因素影響較大。油脂加注過多容易造成浪費，溢出的油脂不但污染周圍環境，還會留下火災隱患。油脂加注不足會使軸承潤滑不到位，縮短軸承的使用壽命，增加運維頻率，從而導致運維成本上升。為了解決以上問題，集中潤滑系統應運而生。系統還具有液位探測報警和堵塞報警功能，當潤滑泵儲脂罐內油脂不足或管路堵塞時可以及時報警。

2 風力發電機集中潤滑系統的原理

2.1 遞進式集中潤滑系統

遞進式潤滑系統主要由柱塞泵和遞進式分配器組成。常見的遞進式分配器有整體式和分片式兩種結構。潤滑泵內的柱塞機構在偏心輪的推動下作往復運動，潤滑脂通過油管泵送到遞進式分配器入口，分配器內的柱塞在壓力油脂的推動下運動，排出油腔內部的油脂。通過控制分配器柱塞的直徑或行程，可以精確控制分配器的排油量。當分配器的一個柱塞運行到極限位置時，在內部油路的作用下，下一個柱塞接著動作，不斷循環。

2.2 單線式潤滑系統

單線式潤滑系統主要由柱塞泵和單線式分配器組成。單線式潤滑系統與遞進式潤滑系統的潤滑泵均為柱塞泵，主要區別在于單線潤滑泵內部有用于卸壓的電磁閥（或其他類似機構）和卸壓油路。單線式潤滑系統的工作過程如下：潤滑泵運行時，主油路的壓力上升，當油路壓力足夠大時，推動分配器內的柱塞克服彈簧力而動作，排出油腔內部油脂。在分配器排油的過程中，柱塞彈簧繼續壓縮，油路壓力繼續上升，直至柱塞運行至極限位置時，排油結束，油路壓力快速上升。當油路壓力達到設定值時，潤滑泵卸壓，分配器柱塞在彈簧力作用下復位，一個工作循環完成。

3 風力發電機集中潤滑系統的應用

因為機型、設計理念、成本、運維周期等因素的差異，各主機廠對潤滑系統的配置要求各有千秋，但總體趨勢是自動潤滑替代傳統的手動潤滑。

因為發電機軸的轉速高，軸承的尺寸較小，油脂的需求量相比主軸承、偏航軸承和變槳軸承要少得多，所用的潤滑脂也不一樣，所以一般為發電機軸承單獨配置一套潤滑系統，潤滑泵的儲脂罐容量為1～2L即可滿足運維周期需求。變槳軸承安裝于旋轉的輪轂上，為了適應旋轉工況，潤滑泵的儲脂罐需要安裝隨動壓盤，隨動壓盤在彈簧力的作用下使儲脂罐內的油脂保持一定的壓力以利于泵芯吸排油脂。由于變槳軸承的潤滑點較多，通常采用一個一級分配器帶三個二級分配器的方式進行潤滑。

主軸承和偏航軸承安裝于機艙上，對于小功率的機型，油脂需求量和潤滑點數較少，為節省空間和節約成本，可共用一套潤滑系統：一級分配器的一個出口連接一個二級分配器負責偏航軸承的潤滑，余下的出口負責主軸承的潤滑。對于大功率的機型，油脂需求量較大，為了滿足運維周期的要求，主軸承和偏航軸承往往獨立各自使用一套潤滑系統。

為了避免軸承排出的廢油污染環境，還需要在軸承上安裝主動式或被動式的廢油收集裝置，常見的廢油收集裝置有油脂收集瓶。

4 結語

隨著人們環保意識的逐步加強，綠色能源將成為未來能源發展的新趨勢，在風力發電快速發展的推動作用下，集中潤滑系統在風力發電機中的應用將會越來越廣泛，越來越成熟。