2风力发电机组偏航轴承
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风力发电机组偏航控制系统技术分析及应用风力发电作为可再生清洁能源,能够实现将风能进行转化为电能加以利用,在能源替代与节能减排的低碳电力发展中扮演重要角色。
风速具有概率随机性和参数模糊性的多重不确定性特征,需要对风力发电机组进行偏航控制,本文详细对风力发电机组偏航控制系统技术进行了分析,并介绍了风力发电机组偏航控制系统技术的相关应用情况。
标签:风力发电;机组;偏航;控制技术0 引言风能作为一种清洁的可再生能源而越来越受到人们的关注,作为风能利用的主要形式,风力发电备受瞩目。
风力发电过程中,风向可能会随时变化,这就需要对风电机组进行偏航控制。
偏航控制是在可用风速范围内对风电机组自动准确控制,从而提高风能的利用率。
目前偏航角度的测量通常采用电位计的方式进行,由于电位计的本身特性缺陷,以及电位计输出的信号极易受到外界的干扰,而且,电位计的长期使用也可能会使得偏航角度对应的信号出现异常,需要对偏航角度的测量方法加以改进,提高风力发电机组偏航控制系统的控制性能。
本文首先分析了风力风电机组的基本结构和基本原理,之后阐述了风力发电机组具体的偏航控制技术。
1 风力发电机组1.1 海上风电概述当下我国正在进行能源转型,走绿色发展道路已经成为共识,海上风电则是推动这一战略早日落地的重要力量。
对中国来说尤其如此,我国沿海11个省份的GDP约占全国的一半,总能耗也占全国的一半左右。
对于这些地区而言,海上风能资源丰富,新能源电力消纳能力强,大力发展海上风电将是加快能源转型进程的重要手段。
目前我国海上风电开发已经进入了规模化、商业化发展阶段。
我国海上风能资源丰富,根据全国普查成果,我国5~25米水深、50米高度海上风电开发潜力约2亿千瓦;5~50米水深、70米高度海上风电开发潜力约5亿千瓦。
根据各省海上风电规划,全国海上风电规划总量超过8000万千瓦,重点布局分布在江苏、浙江、福建、广东等省市,行业开发前景广阔。
近年来海上风电得到了大力发展,国家出台了多项政策鼓励发展海上风电,并走出国门开始与国外共同开发海上风电资源。
风力发电机组轴承的动力学分析与振动控制方法研究风力发电机组是一种利用风能转化为电能的装置,其核心部件之一是轴承。
轴承在风力发电机组中承担着重要的作用,它不仅支撑着转子的运行,还承载着转子的重量和风力的负载。
因此,轴承的稳定性和寿命对于风力发电机组的运行和性能至关重要。
为了确保风力发电机组的可靠性和安全性,研究人员对风力发电机组轴承的动力学进行了深入的分析和研究,并提出了相应的振动控制方法。
这些研究旨在减小轴承振动,延长轴承寿命,提高风力发电机组的运行效率。
首先,动力学分析是研究风力发电机组轴承振动的重要手段之一。
通过建立风力发电机组的动力学模型,可以分析轴承的运动规律和振动特性。
其中,常用的方法包括有限元法、模态分析法和多体系统动力学方法等。
这些方法可以考虑轴承的结构特点和外界风力的作用,从而获得轴承的应力、位移和振动等参数,并进一步分析轴承的疲劳寿命和可靠性。
其次,振动控制是减小风力发电机组轴承振动的有效手段之一。
振动控制方法可以分为主动控制和被动控制两种。
主动控制是通过在轴承上添加控制器或执行器,对轴承进行主动干预,实现振动的控制和抑制。
常用的主动振动控制方法有反馈控制、前馈控制和模态控制等。
被动控制则是通过改变轴承的材料、结构或几何形状,来抑制或消除轴承的振动。
常用的被动振动控制方法有减振器、阻尼控制和减震控制等。
在风力发电机组轴承的动力学分析和振动控制研究中,研究人员还发现了一些振动源和振动特性。
风力发电机组轴承振动的主要源头包括风力的冲击、轴承的不平衡和非线性等。
这些振动源导致了轴承的共振现象和非线性振动等特性。
因此,研究人员通过对振动源和振动特性的深入研究,提出了相应的振动控制方法,以减小轴承振动并提高风力发电机组的稳定性和可靠性。
另外,随着风力发电技术的不断发展和进步,研究人员还将目光投向了新的领域,如智能控制和优化设计等。
智能控制是指利用先进的传感器和控制器,实现对轴承振动的实时监测和控制。
风电偏航和变桨轴承的安装与维护分析发布时间:2021-08-09T15:34:52.213Z 来源:《中国科技信息》2021年9月中作者:王艳芹李伟哲[导读] 随着我国经济的日益发展,国民在能源的使用上需求也日渐提升。
为了满足这一情况,我国加大了在风电设施上的投入,同时为了避免风电设施在进行运转时出现异常,需要保证主要各个部件的稳定以及安全性。
北京京冶轴承股份有限公司王艳芹李伟哲摘要:随着我国经济的日益发展,国民在能源的使用上需求也日渐提升。
为了满足这一情况,我国加大了在风电设施上的投入,同时为了避免风电设施在进行运转时出现异常,需要保证主要各个部件的稳定以及安全性。
作为其中起回转、承载作用的偏航轴承和变桨轴承,在安装以及后续维护上,需要注意其是否符合安装标准和注意维护时是否达到相应的要求。
本文将从以下几方面,阐述风电偏航和变桨轴承的安装和维护。
关键字:风电偏航;变桨轴承;安装维护;引言:我国风电设施的工作环境恶劣,因此轴承所承受的载荷工况更复杂,容易出现轴承套圈本体、滚道及其他零部件损伤甚至损坏。
为了降低这类情况发生的概率,相关企业在进行风电偏航和变桨轴承的安装和维护时,应当更加注意,避免在轴承使用过程中出现安全隐患。
以提升轴承的使用期限,保障轴承的使用性能。
并且加强对轴承使用的相应标准和要求,确保在风电工作中起到保障作用。
一、风电偏航和变桨轴承区别与特性分析风力作为现今我国主要的能源之一,应用于广泛的领域当中,但是其工作环境相对而言较为恶劣,因此在风电偏航和变桨轴承的安装上需要更加注重安装方式[1]。
偏航和变桨轴承在安装和维护中有着不同的安装需求,但相互之间有一定的联系。
首先,两者都是特大型的转盘轴承,因此其在结构以及整体的零部件上与传统转盘轴承相同,一般具有传动齿及对应的驱动小齿轮,并且依据所受载荷和相关连接部件加工和安装连接孔。
偏航轴承一般可选择单排四点接触球轴承,从而减轻安装压力、降低成本并且保障正常的工作需求。
风力发电机组轴承的可靠性分析与优化一、引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源,正逐渐成为全球范围内替代传统化石能源的重要选择。
而作为风力发电机组的核心部件之一,轴承的可靠性对于风力发电机组的性能和运行安全至关重要。
本文将对风力发电机组轴承的可靠性进行分析与优化,以提高风力发电机组的运行效率和可靠性。
二、风力发电机组轴承的可靠性分析1. 功能与要求分析风力发电机组轴承的主要功能是支撑风力机转子,并将旋转力转化为线性力以驱动发电机发电。
轴承在运行过程中需承受高速旋转、大径向负载和轴向负载等复杂工况下的应力。
因此,风力发电机组轴承的可靠性分析需要考虑以下要求:- 轴承具备优良的承载能力,能够稳定地承受风力机转子产生的径向负载和轴向负载;- 轴承具备较高的耐磨损性能,能够在长期高速旋转的情况下减少磨损,延长使用寿命;- 轴承具备良好的抗冲击性能,能够应对风力机轮毂在运行过程中产生的冲击力;- 轴承具备较低的摩擦阻力,能够降低机械损耗,提高发电效率;- 轴承具备较低的运行噪声,能够减少机组噪声对周围环境的影响;- 轴承具备较高的可维护性,易于维修和更换,减少停机时间。
2. 可靠性分析方法为了分析风力发电机组轴承的可靠性,可以采用以下方法:- 可靠性评估:通过收集大量轴承运行数据,运用统计学方法进行可靠性评估,如故障概率分布、故障时间平均值、失效率等指标,确定轴承的可靠性状况;- 故障模式分析:对已发生的轴承故障进行分析,确定故障的类型及可能的原因,如疲劳、磨损、润滑不良等,为轴承的优化提供参考;- 有限元分析:利用有限元软件对轴承在实际工况下的受力情况进行模拟和分析,了解轴承的应力分布、刚度、变形等性能指标,为轴承的优化设计提供依据。
3. 可靠性优化方法基于可靠性分析的结果,可以采取以下方法对风力发电机组轴承进行优化:- 材料优化:选用高强度、高硬度、高耐磨损的轴承材料,改善轴承的抗疲劳性能和寿命;- 润滑优化:选择适当的润滑方式和润滑剂,确保轴承在运行中具备良好的润滑效果,减少摩擦和磨损;- 结构优化:通过改进轴承结构,提高轴承的刚度和稳定性,减少振动和冲击,延长轴承使用寿命;- 加工工艺优化:采用精密加工工艺,保证轴承内部和外观的几何形状和尺寸精度,降低轴承制造过程中的缺陷和质量问题;- 维护管理优化:建立科学合理的维护管理体系,定期进行轴承检查和维护,及时发现并修复轴承故障,预防发生重大故障。
大型风力发电机主轴轴承故障分析及预防方法摘要:在直驱风电机组中,由于受偏航、变桨、刹车等冲击的影响,其动态特性十分复杂。
根据直驱风机的工作特性,采用常规的振动监测方法,因其工作状态复杂,故障演变机制不清楚,致使风机发生重大事故。
传统的振动检测方法存在着缺陷,目前国内外尚无一套行之有效的状态监控理论。
本文针对直驱式风扇的主轴轴承进行了故障机理和动力学特性的研究。
探讨了动态交变应力条件下的故障演变机制,揭示了故障的主轴承动力特性和故障信息特征之间的定量关系。
关键词:大型风力发电;主轴轴承;故障;预防1 项目背景(1)风机设计时通常由风机主机厂向风机轴承供应商提出技术要求,风机轴承供应商据已有标准规范:GL 2010风机认证指南,IEC 61400风电标准,ISO 281滚动轴承,额定动载荷和额定寿命,ISO 16281滚动轴承,通用装载轴承用改良参考额定寿命的计算方法,JB/T 10705-2016 滚动轴承,风力发电机轴承,GB/T29718-2013 滚动轴承风力发电机组主轴轴承,GB-T 4662-2003 滚动轴承,额定静载荷,GB-T 6391-2003滚动轴承,额定动载荷和额定寿命,GB/T18254-2002高碳铬轴承钢等标准进行轴承选型计算提供相应型号轴承,在某些情况下由于轴承选型不合理导致轴承在实际运行过程中发生开裂、断裂及过早磨损等失效,而使用轴承的风机主机厂商并没有掌握风机轴承选型的方法,当风机轴承发生故障后很难分析出引起轴承故障的原因及预防轴承发生故障。
本项目通过对已颁布的风机轴承相关标准进行整理,掌握风机轴承在选型过程中注意事项及计算方法,编制轴承选型规范,为后续风机设计轴承选型提供选型依据。
(2)目前公司机组使用轴承(变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承)集中润滑系统是贝卡(国外)生产的轴承集中润滑系统,贝卡的轴承集中润滑系统成本较高,本项目通过开发国产轴承集中润滑系统来降低轴承集中润滑系统成本,拟降低成本30%。
【摘要】目前,大型直驱风力发电机组偏航系统由偏航驱动多级电机及偏航减速器、偏航轴承、偏航刹车盘、偏航制动器、偏航润滑系统、液压系统设备等组成。
目前对风力发电机组偏航系统正常运行影响较大的难点就是偏航异响和振动,偏航异响导致机组振动、刹车片磨损、风机载荷、疲劳度、螺栓受力等有很大影响,长时间振动影响整机运行寿命,而且偏航异响声音分贝较高,穿透性较强,噪音污染大,由异响产生的噪音污染会影响附近居民的生活。
并且机组在偏航时振动较大,导致机组报出如“偏航超时”、“叶轮锁定销未退出”、“偏航过载跳闸”等故障,造成机组故障停机,损失发电量。
因此,风电机组偏航系统异响治理显得格外重要。
【关键词】兆瓦机组;偏航;异响;分析;研究一、偏航系统功能介绍偏航系统的功能就是跟踪风向的变化,驱动机舱围绕塔架中心线旋转,使风轮扫掠面与风向保持垂直,使风轮正对风向以便最大限度地捕获风能。
液压制动阻尼系统包括液压系统和偏航制动器。
当风力发电机组正对风向发电时,液压系统促使偏航制动器全压制动,使风力发电机组稳定对风发电运行。
当风向发生变化时,机组启动偏航系统,此时液压系统压力下降至24bar,产生在偏航制动器的摩擦片与制动盘之间的阻尼降低,确保风力发电机组稳定偏航。
二、偏航系统异响产生原因及解决措施1.偏航系统执行机构漏油导致偏航异响直驱机组偏航刹车盘在出厂时,刹车盘表面附有一层防锈镀锌层,当液压油或者润滑脂泄漏到刹车盘表面时,刹车盘表面镀锌层磨损后混合制动器闸片闸灰,再加上泄漏出的油脂,在长时间偏航过程中会在刹车盘表面结成硬块,同时泄漏出的油脂也会对制动器闸片表面形成腐蚀,造成制动器闸片表面呈凹凸不平状态,在偏航时会发出尖锐的异响声。
解决方法:将角磨机安装固定在偏航刹车盘上,启动偏航,使得角磨机均匀的对偏航刹车盘表面打磨,需注意:将表面镀锌层打磨平整光滑即可,打磨厚度不得超过2mm。
打磨刹车片2.偏航制动器漏油直驱机组偏航系统使用的制动器主要为华伍或焦作制动器,这两种制动器大致原理是一样的,由上下两块闸体、摩擦片、闸间管、闸内管、油缸及防泄漏软油管组成,制动器漏油主要部位有:①制动器油缸内密封圈老化导致油缸漏油:偏航制动器油缸内有5层密封圈,在液压油推动油缸活塞运动时起到防止液压油渗漏的作用,在长时间运行过程中,密封圈老化导致密封作用失效,判断制动器油缸是否漏油,只需看制动器防泄漏油管内是否有液压油即可。
风力发电机组偏航系统常见机械故障原因分析发布时间:2022-01-10T07:48:09.874Z 来源:《当代电力文化》2021年29期作者:谢直真[导读] 有关风力发电机的运作和故障问题成了人们关注的焦点谢直真广西卓洁电力工程检修有限公司,广西南宁 530005摘要:有关风力发电机的运作和故障问题成了人们关注的焦点,本文将围绕风力发电机组偏航系统中存在机械故障展开论述,首先明确风力发电机组偏航系统的概念,进一步剖析机组偏航系统的应用价值,进而阐述机组偏航系统中常见的故障类型,以此为基础探究出产生这些机械故障的原因。
关键词:风力发电;机组偏航;故障探析随着我国社会经济的不断发展,对于电力资源的需求不断提升,为了满足社会生产和生活起居所需的电能供应,当前产生电能的方式已经得到了多元化发展。
利用风力发电机进行电力的生产供应已经成为社会生产和生活起居的重要方式。
风力发电机的偏航系统在利用风能进行发电过程中发挥着至关重要的作用,要想确保风力发电机的正常运行,探析偏航系统容易产生的故障并究明其原因势在必行。
一、风力发电机组偏航系统的相关概述(一)偏航系统的体系构架风力发电机组的偏航系统包括了偏航控制体系、偏航检测体系以及偏航执行体系。
其中偏航控制体系主要由电力控制系统和PLC系统构成,二偏航检测体系包含了风向标、风速仪、偏航编码器,偏航执行体系是三大体系的重点部分,其囊括了偏航减速器、偏航驱动电机、偏航轴承齿盘、偏航小齿轮、偏航制动系统、偏航轴承以及润滑系统等。
(二)偏航系统地类别因为风的防线一直在变化,所以水平轴风力发电机组要依靠偏航系统根据风的变化方向进行调整,实现风能利用对大化。
当前我国应用的风力发电机组偏航系统根据传动形式、偏航布置形式、控制方式、偏航轴承种类的不同进行分类:传动形式层面可以划分为电动偏航系统和分液压偏航系统;依据偏航布置的不同可分为外啮合驱动和内啮合驱动;按照控制方式的不同分为主动偏航和被动偏航;依据偏航轴承种类的不同分为滑动偏航和滚动偏航。
风电机组偏航系统故障浅析摘要:现阶段我国的环境污染逐渐加剧,寻找清洁的能源进行发电是发展的必要措施。
风力发电技术由于其清洁无污染,引起了人们的重视,偏航系统的性能好坏对风电机组十分重要。
本文对风力发电机组偏航系统常见故障问题作了阐述,从如何做好风力发电机组偏航的噪音处理、齿轮箱以及偏航轴承的维护等三方面对风力发电机组偏航系统常见故障的排除技术进行论述。
关键词:风力发电机组偏航系统故障处理现阶段我国社会经济发展迅速,国家科技水平也在稳固提升,但同时伴随着环境的污染,人们也开始重视这个问题。
相对于火力发电、核发电等发电方式,风力发电具有可再生、无污染的独特性质引起了人们的关注,我国许多地区都增加了风力发电的探索和规模。
但是在实际研究中风力发电机组并不是十分成熟,有许多故障仍然会产生并且解决难度较大,很大程度上影响了风力发电机组的功能,降低了风力资源的利用率。
1风力发电机的简介风力发电机本质上就是一种能量转换装置,将外界的风能转化为电能。
随着空气的流动,风机就会被带动旋转起来,也就转化为了机械能,进而通过电磁感应现象将风机的机械能转化为电能,最终以交流电的形式输送出去。
风力发电机通常包括风轮、发电机、尾翼、塔架、限速安全机构以及储能装置这六个部分组成,如图1所示。
一般而言,风力发电机的原理并不复杂,利用中学理论就可以解释,在工作中,风轮由于风力的作用而旋转,这样风的动能也就随之转化成为轮轴的机械能,最终由于磁场的作用转化为电能,实现发电。
实际上,风能也是太阳能,地球经过太阳的照射,各个区域的温度也就会不一样,进而大气流动就会形成风,最终我们才可以通过风力发电机进行发电。
2偏航系统的功能风力发电机的偏航系统是重要的组成部分,其功能的好坏对发电机组的运转有着很大的影响。
在工作环境中,如果风的方向出现变化,那么风与水平方向的角度就也就会有变化,和叶轮扫风面也就偏离垂直角度,这种情况就可能会降低输出功率,还很容易加剧载荷状态。
风电机组偏航轴承故障原因浅析荆海城; 李东海【期刊名称】《《东北电力技术》》【年(卷),期】2019(040)006【总页数】5页(P19-23)【关键词】偏航轴承; 故障案例; 原因分析; 使用寿命; 定期维护【作者】荆海城; 李东海【作者单位】国家电投东北新能源发展有限公司辽宁沈阳 110180【正文语种】中文【中图分类】TM614偏航轴承是风力发电机组偏航系统中的重要部件,担负风机追踪风向进而调整迎风面的任务。
目前风力发电机组上使用的偏航轴承可分为滚动型和滑动型,从驱动方式上有内齿圈驱动和外齿圈驱动2种结构[1]。
本文对兆瓦级机组中外齿圈驱动的滚动式偏航轴承在运行中出现的故障进行研究,提出针对性的建议,延长偏航轴承的使用寿命,保证设备的安全运行。
1 偏航轴承故障案例1.1 机组概况东北某风电场1期工程共安装了33台单机容量为1.5 MW的风力发电机组,配套的偏航轴承是单排4点接触球转盘轴承。
轴承内圈、偏航刹车器与机舱底座通过螺栓连接固定,轴承外圈、偏航刹车盘与塔筒顶部的法兰通过螺栓连接固定,由3台固定在机舱座上的偏航电动机通过齿轮与偏航轴承外齿圈啮合(见图1),驱动机舱偏航对风及解缆。
该风场2007年9月27日开工建设, 2012年12月完成质保验收。
图1 偏航轴承结构示意图1.2 偏航轴承故障描述2017年9月5日,27号风机报出偏航速度故障(偏航过载),现场进行检查,具体情况如下。
a.偏航轴承机头中心线两侧45°范围内明显下沉,轴承内圈与机舱底座的连接螺栓端面紧贴偏航刹车盘,机尾侧各连接螺栓与刹车盘间隙正常值应为9±0.5 mm,实测值为6~7 mm。
偏航刹车盘磨损严重,表面有深浅不一的环形沟道(见图2),轴承内圈与机舱座连接螺栓端部和刹车盘贴合并产生磨损(见图3)。
图2 偏航刹车盘表面磨损图3 磨损的机舱座连接螺栓b.偏航轴承内、外圈接合部位有溢出的黑色油污,捻搓有坚硬油泥结块,并且发现铁屑和隔球器颗粒。
风力发电机组轴承失效分析及预防措施发布时间:2021-04-07T07:51:12.630Z 来源:《福光技术》2020年24期作者:丁惠东肖锐毅张进[导读] 文章简要介绍了发电机轴承失效的形式,重点分析了发电机轴承失效的机理;轴承润滑系统的改进;电化学对轴承的电蚀,通过对轴承损坏原因分析,制定整改措施,提供了预防和改进风电机组轴承失效的现场改造方案。
丁惠东肖锐毅张进国家能源投资集团(济南)新能源有限责任公司河口分公司山东东营 257200摘要:文章简要介绍了发电机轴承失效的形式,重点分析了发电机轴承失效的机理;轴承润滑系统的改进;电化学对轴承的电蚀,通过对轴承损坏原因分析,制定整改措施,提供了预防和改进风电机组轴承失效的现场改造方案。
关键词:布氏压痕;自动润滑泵;递进式油脂分配器;轴电流;轴承电蚀1引言据全球风能理事会(GlobalWindEnergyCouncil,简称 GWEC)预计,2020 年全球风电总装机容量达到 792GW,我国大力发展清洁能源产业,风电装机规模已跃居全球第一,占全球总装机的 1/3,2018 年,全国并网装机容量达到 1.84 亿 kW。
在风电机组中,由于机组安装于80-150m 高空且所处环境恶劣,易受沙尘、冰冻、盐雾、雷电等自然因素侵害,导致风电机组轴承失效。
国内风电机组大多采用进口轴承,特别是发电机转子支撑部分更是选用昂贵的绝缘轴承,从实际运行情况来看,发电机运行 3 ~ 5 年后,绝缘轴承陆续失效,甚至达到机组总数的 20%,极大增加了现场的生产运行成本,轴承失效问题严重困扰风电机组运行可靠性。
本文重点分析风电机组各部位轴承运转特性及失效原因,并提出现场预防轴承失效的改进方法,提供了行业内可借鉴的方案。
2风电机组轴承特点风力发电机组轴承有叶片轴承、主轴轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承、偏航减速器轴承、偏航回转轴承等。
轴承主要分为低速高转矩和高速低转矩 2 类。
风力发电机轴承温度上限
风力发电机轴承温度的上限取决于轴承类型和制造商的规定。
一般来说,常见的轴承温度上限为70°C到80°C,但也有些特殊的高温轴承可以承受更高的温度。
轴承温度的上限是由轴承材料和润滑剂的耐高温性能决定的。
当轴承温度超过允许范围时,可能会导致轴承润滑剂失效、材料膨胀、疲劳损坏等问题。
因此,维护人员应密切监控轴承温度,并根据制造商的建议进行润滑和维护。
对于风力发电机轴承来说,提高冷却系统的效率可以帮助降低轴承温度。
这可以通过增加轴承的冷却风量或改进冷却系统的设计来实现。
另外,定期清洁和润滑轴承也是维持正常工作温度的重要措施。
需要注意的是,不同的轴承在工作过程中可能会达到不同的温度,因此在具体应用中应根据实际情况选择合适的轴承类型和温度上限。
此外,根据特定的工作环境和使用条件,有时可能需要更高的轴承温度上限。
在这种情况下,应咨询轴承制造商以获取准确的温度上限值。
风力发电机组偏航系统常见故障浅析摘要:对整机运行过程中偏航噪声、偏航减速箱打齿、偏航制动盘磨损等横轴、主动和电动滚动偏航系统故障进行了分析和探讨,并针对故障原因提出了相应的解决方案,为风力机偏航系统的故障分析和处理提供参考。
关键词:风力发电机组偏航系统故障分析引言风能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源。
它是人类与自然和谐共处、实现经济社会可持续发展的新能源。
近年来,随着人们对全球气候变化的日益关注,风力发电发展迅速。
特别是在一些发展中国家,如中国、印度和一些拉美国家,大规模发展风电产业逐渐被提上议事日程。
由于风向不断变化,水平轴风力发电机需要通过偏航系统不断调整方向,以最大限度地利用风能。
目前市场上的偏航系统有多种形式,传动形式包括液压偏航和电动偏航,控制形式包括主动偏航和被动偏航,从偏航布置形式上可分为内啮合驱动和外啮合驱动偏航,从偏航轴承形式上可分为主动偏航和被动偏航,可分为滚动偏航和滑动偏航。
水平轴主动电动滚动偏航系统的驱动机构主要由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航制动盘、偏航解缆计数器、风速风向仪器、液压系统偏航模块部分等组成。
总结近年来几十个风电场的实际运行经验,偏航系统在整机运行过程中主要存在以下问题:1、偏航噪音太大偏航噪声是风力发电机组的常见问题。
噪声必须存在振动,这对整个机器的安全性和稳定性有几个原因。
1)偏航驱动小齿轮和偏航轴承齿圈之间的异常啮合导致异常噪音孔有两个主要原因。
一方面,偏航驱动小齿轮和偏航轴承齿圈之间的齿侧间隙设计不合理或未调整到设计值。
为了方便调整输出齿轮与大齿圈之间的齿侧间隙,偏航驱动输出小齿轮有一定的偏心距(一般为1~1.5mm)。
如果齿轮侧隙不合理,在启动时会产生异响,严重时会卡住齿轮啮合;另一方面,偏航期间,主动齿轮表面和偏航轴承齿圈上缺少润滑脂。
齿面上的润滑脂可以减少齿面磨损,防止腐蚀,降低齿轮啮合时的噪音。
由于偏航时载荷较大,齿面缺少润滑脂,偏航时会产生较大的噪音,加速齿轮的磨损,因此,日常维护时必须保证齿面润滑良好。
双馈风力发电机轴承几种常见失效模式及解决预防摘要:收集总结近几年双馈风力发电机轴承失效案例,发现轴承失效有多种特征,结合失效部位表层微观分析,从而倒推引发轴承失效的原因,制定相应的解决及预防措施。
关键词:轴承失效电蚀运维0 引言目前在运行的国内双馈风力发电机轴承失效频发,个别风场发电机因轴承失效更换新轴承已超50%。
对轴承运行状态的监测在不断升级,运维成本不断增加,随着大功率机型的不断推出,运维难度逐渐升级。
1 失效预警在运行的发电机轴承在线监测系统显示轴承振动有效值呈增长趋势,时域波形存在明显冲击(图1),频谱图和包络谱中均存在轴承失效频率及其谱频。
图12 失效排查2.1中控查看轴承室近三月运行温升情况,个别会有温升上升趋势;2.2登塔人工检查发电机,基本表现为集油盒废油脂发黑;2.3启机检查发电机运行,监听轴承室部位,一般表现为较明显的振感,伴随着不同程度的异音,少量存在振感不强烈但异音明显的情况;2.4使用手持式振动测试仪,在靠近轴承室部位分别测量水平、垂直、轴向三个方向的振动速度和加速度值,一般测量值较出厂试验值有不同程度的增大。
经过以上检查,确认发电机轴承失效。
3 失效轴承解体塔上解体发电机,可见轴承室油脂有不同程度发黑。
失效轴承进行解体,观察轴承有以下几种特征:3.1外圈(图2)(1)载荷区呈”搓衣板”纹路;(2)载荷区呈”搓衣板”纹路,并伴随局部材料剥落;(3)载荷区表面磨损,局部有黑点,呈坑洼状。
图23.2内圈(图3)(1)载荷区呈”搓衣板”纹路;(2)载荷区表面磨损,磨损位置不居中,偏向一侧;(3)载荷区表面磨损,局部材料剥落,呈坑洼状。
图33.3保持架颜色发暗,形状完好,个别保持架断裂。
(图4)图43.4滚珠表面发乌,有磨损痕迹,局部伴有材料剥落。
(图5)图54 失效轴承检验失效轴承送专业机构进行微观分析:4.1送检样件球体及内外圈心部硬度合格,心部微观组织为细针状马氏体和碳化物,表明产品原始热处理质量良好。