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WTK探讨风电机组齿轮箱油温高解决方案

WTK
2024-09-27

双馈式小型风力发电中,齿轮箱则是核心器件之一,在确保发电机组正常运转中起到至关重要的作用。新风系统因为齿轮箱自身状况和适用范围工作状态优良,开始十年内一般未出现过温难题,伴随着齿轮箱使用期限的提高,一部分风力发电场发电机组齿轮箱的过温难题逐渐突显,油温过高会导致离心风机关机,对发电能力危害较为严重,从而影响了全年经济数据。

下面以某品牌企业1.5MW双馈风能发电机发电机组为例子,对齿轮箱温度高形成的原因和解决方案展开讨论。

1.齿轮箱过温根本原因

1.1冷却器换气量不够

发生齿轮箱油温过高风机型号,其齿轮箱润滑脂排热所使用的散热器都采用了“油/风冷却器”,它以气体做为热交换器物质开展散热的,油减温全过程是由冷却器散热器油安全通道日风安全通道热量更换完成散热器的换气量直接关系散热效率。

因为小区业主所在地理条件状况,风力发电场周边有很多垂柳,白杨树,每年春天漫天飞舞的杨絮、柳絮和灰尘很有可能粘在齿轮箱散热器上,这种情况非常常见,易造成齿轮箱散热效率降低。此外,如散热器有渗油或漏油现象出现,尘土、毛絮会快速黏附阻塞散热器,且难以清除掉,减少散热效率。某品牌企业当场冷却器散热器的具体相片如下图1。

图1 当场散热器具体相片

1.2设计方案使用场景和实际使用场景存在差异

在欧洲的绝大多数型号设计的时候,气体温度按40度设计方案,超出则降输出功率运作或关机。但在国内,高温天气气温风力发电机组的实际运行中,因为机舱内机器设备排热及其日照辐射源等多种因素,造成发动机舱的温度可达到50度左右,而冷却器又是以机舱内进风,造成温度和空气温度差△T减少,而冷却器的冷却输出功率P=冷却器剂量制冷输出功率P01×△T。因而发动机舱温度越大,导致制冷输出功率减少。

某品牌企业1.5MW初期离心风机配备的齿轮箱冷却器为某品牌企业的OK-EL10L-S型,依据某品牌企业所提供的冷却器主要参数曲线图查出来,当润滑脂流量为105L/min时,P01≈1.6,当发动机舱温度为50℃,规定温度75℃时,制冷输出功率大约为40Kw,低于齿轮箱热值,导致齿轮箱过温。

1.3温度调节阀无效要素

温度调节阀无效造成一部分总流量没有经过散热器而是直接返回齿轮箱,则就会造成温度高。温度调节阀毁坏是一个不可控因素,应做技术专业分辨或进行维修分辨,才发现是此常见故障所引起的齿轮箱过温,及时维修。

图2 温度调节阀相片

1.4油品质量要素

润滑脂中金属微粒、空气氧化反应物、水份等超标准,使润化品质减少,会大大增加热值,造成过温。

2.解决方法详细介绍

2.1日常维护方法

应经常开展成品油查验检验,如相关主要参数超标准,解决成品油进行处理或换机油。油品质量降低会让齿轮箱损坏加速,危害齿轮箱高效率,当齿轮箱效率下降后,换机油只有减轻齿轮箱过温,但是不能根除,应注意其他改造施工方案。

2.2设计方案拆换功率大的冷却器

从某品牌企业离心风机齿轮箱进气系统基本原理分析可知,需要解决齿轮箱效率降低等因素造成的过温难题,须提升进气系统的传热实力,所以必须提升系统内“风/油冷却器”的剂量制冷输出功率,在没有改变原有油道及风机结构的情形下,设计方案拆换更大功率的冷却器是一种可行的方案。

2.2.1设计方案提升富有总面积

散热器本身(图3)外观设计调节扩大,相较于现阶段风场所采用的散热器特性系统软件K=1.6,调整后的散热器特性能够提升到K=1.75之上,并留出比较大的充裕总面积。相匹配地,图3件②(引风机)、③(风机)、⑥(格珊)等零部件将根据实际需要进行微调,以适应新散热器的安装和使用规定。

图3 散热器结构设计图

2.2.2散热器选用抗污设计方案

散热器选用抗污设计方案(如下图4),尽量减小环境污染导致的散热器功能失效,耐污染型风侧板翅式构造如下所示,这样的设计能够减少环境污染造成散热器功能失效出现的情况,进而能够减少当场清理散热器的次数。

图4 抗污型风侧板翅式设计图纸2.3改装冷却器,相互配合原冷却器工作中(串连)

为提升进气系统的传热实力,在现有制冷系统中加入一个独立风冷油冷却器,油道选用和原冷却器串连连接,散热器选择的时候应符合不容易阻塞、容易清洗。新增加冷却器的选用务必经过层层测算。依据某品牌企业1.5MW发电机组齿轮箱配备,应注意参数值为:润滑油粘度:ISOVG320;齿轮箱剩余油:500升;自然环境温度:50℃;齿轮箱最大温度:75℃,串连的散热器电路原理图如下图5所显示。

图5 与原有型冷却器并接电路原理图

2.4改善散热器相关参数控制方法

通过调研后再次修订了齿轮箱温度主要参数的设置,并对温度报案和故障进行提升;提升变频调速器以及手机软件控制方法,完成了机舱内温度控制;设计方案完成散热器的功效能恢复,并可防止飞絮、灰尘等对散热器所造成的再度环境污染,离心风机可在较高自然环境温度前提下仍可以满负荷运行,更改有关构件的工作过程如下图6,图7。

图6 自动化技术清洁管理

图7 调节冷却器,提升空气对流

3.结束语

以上介绍了某品牌企业SL1500双馈小型风力发电齿轮箱超温的原因及改善建议,这些方法现场也获得了运用,实践经验证明能够对齿轮箱温度高具有缓解作用。

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