1.隨著人類(lèi)社會(huì)的飛速發(fā)展,對(duì)能源的依賴(lài)越來(lái)越大,石油、天然氣等不可再生能源雖然仍是世界能源的主要來(lái)源,但因其不可再生性以及逐步走高的價(jià)格,迫使世界各國(guó)投入更多的精力,加強(qiáng)了風(fēng)力、太陽(yáng)能、地?zé)?、生物、潮汐發(fā)電等新能源的開(kāi)發(fā)和利用。其中無(wú)污染,可再生,被譽(yù)為“干凈的再生能源”的風(fēng)力發(fā)電是未來(lái)世界重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。人類(lèi)利用風(fēng)能已有幾千年的歷史。然而,在我國(guó)風(fēng)力發(fā)電仍然處于初級(jí)階段,占全國(guó)總發(fā)電量的1%左右。但是我國(guó)的風(fēng)能資源卻十分豐富,有資料顯示,我國(guó)水力資源儲(chǔ)量為70GW,而風(fēng)能儲(chǔ)量卻高達(dá)250GW。因此,風(fēng)力資源開(kāi)發(fā)前景十分廣闊。風(fēng)力發(fā)電機(jī)因其設(shè)備昂貴,工作環(huán)境惡劣,現(xiàn)場(chǎng)不便對(duì)主要部位進(jìn)行拆卸維修,以及設(shè)計(jì)上要求使用壽命長(zhǎng)等工作特點(diǎn),對(duì)潤(rùn)滑油脂的性能提出更高的要求。因此,大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)關(guān)鍵部位的潤(rùn)滑較多的使用了國(guó)外的潤(rùn)滑油脂。
2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要的潤(rùn)滑部位:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理很簡(jiǎn)單,空氣流動(dòng)的動(dòng)能作用在葉輪上,將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,從而推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)變速箱相連,從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要的潤(rùn)滑部位包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)軸承、偏航系統(tǒng)軸承與齒輪、液壓剎車(chē)系統(tǒng)和主軸承。
齒輪箱的潤(rùn)滑:齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要潤(rùn)滑部位,用油量占風(fēng)力發(fā)電機(jī)用油量的3/4左右。齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(通常1500r/min),多采用油池飛濺式潤(rùn)滑或壓力強(qiáng)制循環(huán)潤(rùn)滑??紤]到風(fēng)力發(fā)電機(jī)多安裝在我國(guó)的新疆、內(nèi)蒙古、甘肅及沿海等地區(qū),潤(rùn)滑油受氣候溫差、濕度等影響較大,并且處于相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū),維修不便,因此設(shè)計(jì)要求齒輪箱使用壽命長(zhǎng)、承受負(fù)荷大等,所用的齒輪油除了具有良好的極壓抗磨性能、冷卻性能和清洗性能外,還應(yīng)具有良好的熱氧化穩(wěn)定性、水解安定性、抗乳化性能、粘溫性能、低溫性能以及長(zhǎng)的使用壽命,同時(shí)還應(yīng)具有較低的摩擦系數(shù)以降低齒輪傳動(dòng)中的功率損耗。
發(fā)電機(jī)軸承的潤(rùn)滑:軸承是發(fā)電機(jī)的主要潤(rùn)滑點(diǎn),長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)溫度可達(dá)80℃以上,夏天在曠野地帶受太陽(yáng)直射,溫度會(huì)更高。因此,要求發(fā)電機(jī)軸承潤(rùn)滑脂能夠在高溫下保持良好的潤(rùn)滑而不流失,而且發(fā)電機(jī)功率較大,要求潤(rùn)滑脂具有良好的抗磨極壓性能、抗氧化性能和防銹性能。國(guó)外主要推薦使用2?!?#稠度的負(fù)荷極壓鋰基潤(rùn)滑脂,要求粘附性好,使用溫度范圍為-30~150℃。多采用定期人工加注潤(rùn)滑脂的方式來(lái)保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
偏航系統(tǒng)軸承和齒輪的潤(rùn)滑:偏航系統(tǒng)可以使風(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向,雖然速度不高,但偏轉(zhuǎn)軸承和齒輪承受的負(fù)荷較大,而且偏轉(zhuǎn)齒輪一般為開(kāi)始結(jié)構(gòu),由于不像發(fā)電機(jī)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)速度快,自身產(chǎn)生熱量相對(duì)少,因而受氣候環(huán)境影響大。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分布情況,對(duì)偏轉(zhuǎn)軸承潤(rùn)滑脂的極壓抗磨性能、低溫性能、熱安定性及膠體安定性要求較高;偏轉(zhuǎn)齒輪潤(rùn)滑脂則還需要有好的粘附性能和防腐蝕性能。國(guó)外一般推薦使用含固體添加劑的1#稠度的低溫潤(rùn)滑脂,要求在-40℃以下仍能有效潤(rùn)滑。系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要使用減速器,電動(dòng)機(jī)通過(guò)大速比的行星齒輪減速器驅(qū)動(dòng)機(jī)頭轉(zhuǎn)向。一般推薦粘溫性能好、抗腐防銹性能好、極壓抗磨性能和抗氧化性能好的齒輪油。
液壓剎車(chē)系統(tǒng)的潤(rùn)滑:國(guó)內(nèi)常見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的剎車(chē)系統(tǒng)分別為葉尖氣動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)和高速軸機(jī)械閥剎車(chē)系統(tǒng),采用失效-安全保護(hù)模式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓系統(tǒng)使用的液壓油要求具有良好的粘溫性能、防腐防銹性能及優(yōu)異的低溫性能,以適應(yīng)北方寒冷的氣候。國(guó)外推薦使用粘度指數(shù)高、抗磨性能好、抗腐蝕、抗氧化性能好、空氣釋放性、分水性能以及低溫性能優(yōu)異的液壓油。國(guó)內(nèi)普通的HM抗磨液壓油低溫性能、粘度指數(shù)等指標(biāo)不能滿(mǎn)足使用要求,應(yīng)該采用加氫基礎(chǔ)油或者以精制礦油加PAO等合成油為基礎(chǔ)油的低凝抗磨液壓油。
主軸承的潤(rùn)滑:風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸承承受的負(fù)荷較大,轉(zhuǎn)速相對(duì)較慢,要求潤(rùn)滑脂具有良好的承載能力、粘度性能和良好的的低溫性能。根據(jù)前后軸承結(jié)構(gòu)布置上的差異,可分為用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑和用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。