風(fēng)電設(shè)備潤(rùn)滑管理中的常見誤區(qū)

梁培沛，楊策，加靜靜，李澤乙

(龍?jiān)?北京)風(fēng)電工程技術(shù)有限公司，北京 100034)

0 引言

設(shè)備潤(rùn)滑管理對(duì)風(fēng)電機(jī)組尤其是傳動(dòng)鏈大部件的安全、高效運(yùn)行至關(guān)重要，已成為風(fēng)電場(chǎng)日常運(yùn)維工作的重要內(nèi)容之一[1]。我們?cè)诮甑娘L(fēng)電場(chǎng)潤(rùn)滑管理實(shí)踐中，通過對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪油、液壓油和潤(rùn)滑脂的定期監(jiān)測(cè)，以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開展技術(shù)支持，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員在設(shè)備潤(rùn)滑關(guān)鍵環(huán)節(jié)中存在一些集中性的認(rèn)識(shí)、操作誤區(qū)，現(xiàn)按照其對(duì)安全生產(chǎn)的影響程度加以總結(jié)，并列舉了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1 風(fēng)電設(shè)備及其潤(rùn)滑油脂

潤(rùn)滑是改善接觸面的摩擦狀態(tài)，以降低摩擦、減緩磨損的措施，一般通過加注潤(rùn)滑劑來實(shí)現(xiàn)。除抗磨減摩外，潤(rùn)滑劑還有防銹、密封、傳遞動(dòng)力等作用，是設(shè)備運(yùn)行中不可或缺的非固體部件?？茖W(xué)合理的潤(rùn)滑方案可以提高設(shè)備運(yùn)行性能、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、減少設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)能耗。

風(fēng)電設(shè)備的潤(rùn)滑點(diǎn)較多，其常見的潤(rùn)滑部位、潤(rùn)滑油脂列舉如表1所示。

表1 風(fēng)電設(shè)備主要潤(rùn)滑部位及其對(duì)應(yīng)的油脂

表1(續(xù))

2 在用潤(rùn)滑油脂的油液監(jiān)測(cè)

在用潤(rùn)滑脂的油液監(jiān)測(cè)是風(fēng)電設(shè)備日常運(yùn)維的重要內(nèi)容之一，一方面可以通過對(duì)理化指標(biāo)的檢測(cè)反映潤(rùn)滑油脂的性能是否可滿足設(shè)備潤(rùn)滑需求，另一方面可以通過油脂中攜帶的磨損顆粒間接推斷設(shè)備摩擦副是否存在異常磨損。

各類風(fēng)電在用潤(rùn)滑劑的檢測(cè)周期通常為：主齒輪油每年1次，液壓油每半年1次，偏航和變槳齒輪箱油、潤(rùn)滑脂在必要時(shí)取樣送檢。

主要的檢測(cè)指標(biāo)及其意義如表2所示。

表2 風(fēng)電在用潤(rùn)滑劑主要檢測(cè)指標(biāo)及其意義

3 風(fēng)電設(shè)備潤(rùn)滑管理中的誤區(qū)

3.1 誤區(qū)一：只要換油就可以解決設(shè)備異常磨損問題

油液監(jiān)測(cè)是設(shè)備潤(rùn)滑管理的核心技術(shù)手段[2]，部分風(fēng)電場(chǎng)人員在接收到油液監(jiān)測(cè)報(bào)告后，對(duì)于齒輪箱等大部件發(fā)生異常磨損的處理，第一反應(yīng)就是要換油，卻未仔細(xì)閱讀油液監(jiān)測(cè)報(bào)告中的檢測(cè)結(jié)果和措施建議，主觀地認(rèn)為設(shè)備磨損就是潤(rùn)滑油不能繼續(xù)使用，只要換油就可以解決設(shè)備異常磨損。實(shí)際上，除潤(rùn)滑不良之外，設(shè)備設(shè)計(jì)缺陷、材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、安裝維護(hù)不當(dāng)、頻繁啟停機(jī)、超負(fù)荷運(yùn)行等因素都可能造成設(shè)備異常磨損[3]，此類問題無法通過換油來解決。

改進(jìn)措施：與潤(rùn)滑相關(guān)的磨損也要根據(jù)設(shè)備磨損的不同階段，采取表3中針對(duì)性的檢修措施。

表3 不同磨損類型應(yīng)采取的檢修措施

表3(續(xù))

3.2 誤區(qū)二：新購(gòu)油品可直接上機(jī)使用

很多風(fēng)電場(chǎng)在批量采購(gòu)新油時(shí)，對(duì)油品牌號(hào)和合格證明不做核實(shí)，便直接入庫(kù)或上機(jī)使用。導(dǎo)致個(gè)別風(fēng)電場(chǎng)換油后進(jìn)行定期油液監(jiān)測(cè)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)所更換的油品牌號(hào)錯(cuò)誤、或理化性能不合格。這一方面導(dǎo)致了油品采購(gòu)和更換環(huán)節(jié)的直接損失，另一方面也因使用劣質(zhì)油品對(duì)齒輪箱等大部件造成損傷。

改進(jìn)措施：油品在抵達(dá)風(fēng)電場(chǎng)之前，一般會(huì)經(jīng)過生產(chǎn)、配送、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，可能出現(xiàn)出廠質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、牌號(hào)配送錯(cuò)誤、運(yùn)輸不當(dāng)造成污染等問題，因此在接收新油時(shí)，有必要進(jìn)行抽檢確認(rèn)，從源頭上杜絕潤(rùn)滑安全隱患。以下步驟是必要的：

(1)驗(yàn)視外觀，包裝應(yīng)無泄漏、變形、污染等；

(2)核實(shí)油品牌號(hào)及產(chǎn)品合格證明；

(3)對(duì)每一批次新油均應(yīng)抽檢，確認(rèn)油品牌號(hào)正確、性能合格后，方可入庫(kù)、上機(jī)；

(4)對(duì)于抽檢不合格的油品，應(yīng)退貨或更換，不能擅自轉(zhuǎn)做其他用途。

3.3 誤區(qū)三：油的顏色深就需要更換

在對(duì)潤(rùn)滑油品質(zhì)進(jìn)行評(píng)判時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維人員在現(xiàn)場(chǎng)多采用目測(cè)的方式。大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)人員認(rèn)為新油為淡黃色，隨著使用時(shí)間加長(zhǎng)，逐步變?yōu)樽攸S色，此時(shí)油品劣化就不能再繼續(xù)使用了[4]。而這種觀念并不嚴(yán)謹(jǐn)：一方面合成潤(rùn)滑油在使用時(shí)會(huì)逐步氧化、鐵元素含量也會(huì)升高，該劣化過程的外在表現(xiàn)便是油品顏色的加深，但只要是劣化在允許的范圍內(nèi)，油品是可以繼續(xù)使用的，此時(shí)換油會(huì)造成不必要的浪費(fèi)；另一方面?zhèn)€別潤(rùn)滑油的添加劑體系較為復(fù)雜，新油的顏色本身就很深，但其性能依然是正常的，如嘉實(shí)多A320潤(rùn)滑油中含鉬、鎂類添加劑，新油顏色就是棕紅色。

改進(jìn)措施：現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)時(shí)，異常油樣常見特征及對(duì)應(yīng)檢修措施如表4所示。

表4 現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)異常油樣常見特征及檢修措施

表4(續(xù))

3.4 誤區(qū)四：油品的使用期限按照供油商的推薦執(zhí)行

油品的使用期限關(guān)系到設(shè)備的潤(rùn)滑安全，也關(guān)系到潤(rùn)滑成本控制，因此，“在保障設(shè)備安全的前提下，延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的使用時(shí)間”是風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主關(guān)注的問題之一。而風(fēng)電整機(jī)廠商、潤(rùn)滑油供應(yīng)商和風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主的利益出發(fā)點(diǎn)各有不同，因此在油品的使用壽命上給出的建議也有較大出入，一般來說，前兩者推薦的油品使用期限相對(duì)保守，并不能完全發(fā)揮出油品在全生命周期的性能，從而導(dǎo)致一定程度的潤(rùn)滑費(fèi)用浪費(fèi)。

改進(jìn)措施：通過近十年的持續(xù)監(jiān)測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)：目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備使用的潤(rùn)滑油多為合成潤(rùn)滑油，其性能較礦物油有明顯提升[4]，在設(shè)備運(yùn)行正常、運(yùn)維得當(dāng)?shù)那闆r下，其使用壽命一般可達(dá)到7年。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇胧┦菍?duì)油品進(jìn)行定期的油液監(jiān)測(cè)[5]，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)其性能和壽命做出科學(xué)、針對(duì)性評(píng)估，實(shí)施按質(zhì)換油。

3.5 誤區(qū)五：不同牌號(hào)的油品可任意替換或絕對(duì)不能替換

“不同牌號(hào)的油品不可混用”是當(dāng)前設(shè)備潤(rùn)滑管理中遵循的常識(shí)性準(zhǔn)則，也是在缺乏混油實(shí)驗(yàn)等支撐的前提下，規(guī)避潤(rùn)滑風(fēng)險(xiǎn)的一項(xiàng)重要措施，在風(fēng)電場(chǎng)執(zhí)行地比較到位[6]。但隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備換油高峰期的到來，整機(jī)初裝油品的替代成為了業(yè)主關(guān)心的問題之一，其出發(fā)點(diǎn)主要是：①希望把性能較差的礦物油替換為性能較好的合成油，延長(zhǎng)油品使用時(shí)間和更換周期；②希望把合成油的牌號(hào)歸一化，通過大批量采購(gòu)、使用，降低采購(gòu)成本的同時(shí)，也可以降低多牌號(hào)用油時(shí)的混油風(fēng)險(xiǎn)。

改進(jìn)措施：兩種油(尤其當(dāng)黏度級(jí)別相同、基礎(chǔ)油和添加劑類別相似時(shí))是否可替換、混用，我們建議從以下幾點(diǎn)進(jìn)行全面考慮：

(1)混溶性實(shí)驗(yàn)是判斷兩個(gè)不同品牌油品是否可以混溶的重要參考，但不能作為油品可替代的充分依據(jù)。油品混溶后是否可以滿足設(shè)備性能要求，還要進(jìn)行常規(guī)項(xiàng)目檢測(cè)(如混合后黏度的變化、傾點(diǎn)的變化、添加劑是否相互反應(yīng)等)，待所有項(xiàng)目均通過后，方能判斷兩種試驗(yàn)油品是否有混用的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)[7]；同時(shí)應(yīng)考慮新油品與齒輪箱相關(guān)部件的兼容性(如密封圈是否會(huì)受到腐蝕等)。

(2)因?qū)嶋H工況和實(shí)驗(yàn)室條件仍有一些差異，建議先挑選部分機(jī)組進(jìn)行小規(guī)模實(shí)驗(yàn)，并在換油后進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，如果現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)效果滿意，再大面積推廣應(yīng)用。

(3)若確定要更換新牌號(hào)的齒輪油，宜通過油液監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、內(nèi)窺鏡檢測(cè)等手段，在換油前對(duì)機(jī)組齒輪箱進(jìn)行狀態(tài)確認(rèn)，并做好記錄，以進(jìn)行設(shè)備換油前后的狀態(tài)比對(duì)，預(yù)防因更換油品牌號(hào)導(dǎo)致的設(shè)備磨損風(fēng)險(xiǎn)。

3.6 誤區(qū)六：潤(rùn)滑油加的越多越好

潤(rùn)滑油用量過少會(huì)造成供油不足、潤(rùn)滑不良，引起設(shè)備異常磨損，因此部分現(xiàn)場(chǎng)人員在加油時(shí)“盡量多加”，認(rèn)為油多潤(rùn)滑效果就好；但油量過多時(shí)，易造成油品浪費(fèi)、動(dòng)力傳遞的阻力增大、油品溢流污染等。而在給軸承注入潤(rùn)滑脂時(shí)，用量過多會(huì)造成潤(rùn)滑油無法從皂基中析出，對(duì)軸承的潤(rùn)滑效果大打折扣，同時(shí)潤(rùn)滑脂無法在空腔中擾動(dòng)帶走軸承表面的熱量，造成軸承工作溫度持續(xù)偏高，造成磨損；為使?jié)櫥M量在軸承內(nèi)腔均勻分布，部分軸承有多個(gè)加脂點(diǎn)，個(gè)別運(yùn)維人員未按操作手冊(cè)對(duì)各加脂點(diǎn)進(jìn)行加脂，而只是對(duì)其中一個(gè)點(diǎn)加脂，這會(huì)造成潤(rùn)滑脂分布不均，造成軸承局部磨損。

改進(jìn)措施：給風(fēng)電主齒輪箱加注潤(rùn)滑油時(shí)，應(yīng)按照操作手冊(cè)規(guī)定的油量加注，通過油位計(jì)觀察油位，控制油位在標(biāo)尺的上限和下限的標(biāo)識(shí)之間，保證不超過上限、不低于下限。加注潤(rùn)滑脂時(shí)，一般對(duì)臥式軸承填充軸承空腔的1/3～2/3，立式軸承填充4/5，對(duì)于補(bǔ)充添加量應(yīng)為第一次填充量的5%～6%比較合適[3]。

3.7 誤區(qū)七：沿海地區(qū)油樣比內(nèi)陸地區(qū)的含水量高

水分是影響潤(rùn)滑油性能的重要指標(biāo)之一，水分超標(biāo)或乳化會(huì)造成油膜不連續(xù)、添加劑水解、設(shè)備銹蝕等危害，因此水分控制是設(shè)備潤(rùn)滑安全的事項(xiàng)之一[8]。大家普遍認(rèn)為：沿海地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)使用中的齒輪油水分含量一定比內(nèi)陸地區(qū)高，但我們從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，該結(jié)論具有不確定性。

影響油品中水分含量的因素大致有以下幾項(xiàng)：①環(huán)境濕度，也是大家最為關(guān)心的因素，但環(huán)境濕度和油中水分含量畢竟是兩個(gè)概念，兩者之間有一個(gè)傳導(dǎo)的過程；②水分隔絕措施，一般采用齒輪箱呼吸孔上加裝硅膠等干燥劑來阻斷外界水汽進(jìn)入齒輪箱，及時(shí)更換干燥劑對(duì)油品水分控制有很大影響：沿海地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)對(duì)此較為重視，而內(nèi)陸地區(qū)有些風(fēng)電場(chǎng)認(rèn)為氣候干燥，不必更換干燥劑，這就導(dǎo)致水汽長(zhǎng)期在齒輪箱內(nèi)壁凝結(jié)，日積月累，在齒輪油底部沉積水層；③氣候和季節(jié)，一般溫濕氣候比干燥氣候更容易產(chǎn)生水汽，夏季比冬季的濕度更高，表現(xiàn)在油品水分含量上，就是夏季水分含量比冬季水分含量高。

改進(jìn)措施：風(fēng)電潤(rùn)滑油控制水分的主要措施是在齒輪箱呼吸孔上加裝吸濕硅膠，在運(yùn)維過程中，應(yīng)注意檢查其是否變色需要更換；在取油樣時(shí)，如有明顯乳化時(shí)，應(yīng)及時(shí)送檢確認(rèn)，水分嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，應(yīng)及時(shí)換油。

3.8 誤區(qū)八：油溫持續(xù)偏高一定是油質(zhì)劣化引起的

當(dāng)機(jī)組齒輪箱油溫持續(xù)偏高時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)多懷疑為油品劣化所致。但造成這種問題的原因較多：①油溫傳感器失靈造成誤報(bào)；②環(huán)境溫度持續(xù)偏高，齒輪箱內(nèi)外溫差小，造成散熱效率降低，而油溫高又會(huì)造成油膜降低，加劇摩擦磨損，進(jìn)一步造成油溫升高，如此惡性循環(huán)，這也是高溫季常出現(xiàn)油溫持續(xù)偏高現(xiàn)象的原因所在；③齒輪油循環(huán)油路冷卻系統(tǒng)工作狀態(tài)不佳，風(fēng)冷組件阻塞，無法帶走熱量[9]；④機(jī)組出力過大造成摩擦磨損加劇，或齒輪箱出現(xiàn)異常磨損，摩擦生熱；⑤油位過低，油量過少；⑥油質(zhì)劣化，如：黏度降低造成油膜變薄[10]、抗磨減摩添加劑含量降低造成油品抗磨減摩性能下降[11]、抗泡劑消耗過多造成油品泡沫增多[12]、油膜不連續(xù)等因素都可能造成設(shè)備磨損，油溫升高。

改進(jìn)措施：針對(duì)以上問題，當(dāng)出現(xiàn)油溫持續(xù)偏高時(shí)，建議依次排查：

(1)油溫傳感器是否故障誤報(bào)[13]；

(2)油位是否過低，油量過少則需要補(bǔ)油[14]；

(3)機(jī)組出力是否過載；

(4)油路冷卻組件是否需要清潔[15]；

(5)對(duì)油品進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)油質(zhì)是否合格。

4 結(jié)論

設(shè)備潤(rùn)滑是風(fēng)電設(shè)備運(yùn)維過程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，運(yùn)維人員對(duì)其有較多的認(rèn)識(shí)誤區(qū)和操作誤區(qū)，本文列舉了一些典型誤區(qū)，并剖析了原因，給出了改進(jìn)措施，望本文給風(fēng)電現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備潤(rùn)滑管理提供一定的參考依據(jù)。