隨著全球經濟的發展和人口的增加，對能源的需求不斷增加。風能作為一種清潔能源，受到越來越多的關注和重視。風電機組的技術不斷提高和成本不斷降低，風能發電的成本已經逐漸接近傳統能源，市場需求也在不斷增加。風電場站普遍設備基數大，隨著機組缺陷高發期來臨，大部件超溫問題愈來愈嚴重，造成停機時間增長，機組可利用率逐漸下降，現場運行工作量突增，技術人員相對匱乏，給檢修工作帶來一定難度。本文從景峽某風場的實際故障案例出發，分析齒輪箱溫控閥失效對齒輪箱超溫的影響，并針對性其溫包進行技術改造，徹底解決了因溫控閥損壞導致齒輪箱軸承超溫的問題。關鍵詞：風力發電機組齒輪箱超溫

溫控閥

1引言風電機組齒輪箱作為風力發電機組的核心部件之一，主要作用是將風輪轉動的低速運動轉換為高速運動，以驅動發電機發電。同時，齒輪箱還具有減速、傳遞扭矩、支撐風輪等功能。輪系作為風電機組齒輪箱傳遞能量的重要部件，其安全穩定運行對維持齒輪箱壽命至關重要。經研究分析齒輪箱潤滑冷卻系統發現，冷卻潤滑系統中的ACS溫控閥通過感溫元件熱脹冷縮原理，根據油溫實時調節閥門的開閉，實現油液是否冷卻的功能。該溫控閥理論可以動作3萬次，壽命到后溫包中的橡膠套就會損壞導致溫控閥失效。溫控閥失效后，無法控制齒輪箱內油溫，可能導致油溫過高、齒輪箱過熱、齒輪箱軸承損傷，對風電機組的運行安全和壽命都會產生不良影響。通過對溫控閥進行改造，將由溫度控制閥的開閉改造為壓力控制，有限避免了溫控閥的失效。經過改造后，我們發現機組的溫度控制更加穩定，機組的效率和壽命也得到了提高。同時，改造后的溫控閥也更加耐用，減少了機組故障的發生率。2齒輪箱冷卻系統工作原理該風場采用海裝2.0MW雙饋式風電機組，齒輪箱采用重齒FL2000HD-128型齒輪箱，冷卻方式為空水冷。采用四川川潤公司的冷卻散熱系統，齒輪箱冷卻系統主要由水泵，壓力罐，油水熱交換器，空冷器，油泵，系統管路組成。該裝置冷卻介質為60%水+40%乙二醇的混合液體。原理為由水泵帶動冷卻液在密閉系統內部循環，不斷將齒輪箱運行產生的熱量由油水交換器帶到散熱裝置進行冷卻。從而使齒輪箱冷卻。風冷卻器散熱片為網孔式鋁合金板,利用電機帶動葉輪轉動，產生的渦流不斷將空氣吸入，冷空氣與散熱片接觸后吸收板片內的熱物質。3齒輪箱超溫故障研究分析通過對風力發電機組齒輪箱參數及保護定值、齒輪箱潤滑冷卻裝置散熱效率、齒輪箱油以及溫控閥等方面進行對比分析，確認齒輪箱超溫的根本原因，為后續齒輪箱超溫故障處理提供有利的技術支持。3.1機組保護定值機組冷卻散熱系統保護定值為:齒輪箱進口油溫度>25C，溫控閥打開，使得潤滑油經冷卻器冷卻后再進入到齒輪箱;齒輪箱進口油溫度＜25C，溫控閥關閉，潤滑油直接進入齒輪箱;當油溫＞60℃、或入口溫度＞60℃、或水溫＞60℃，冷卻風扇啟動。通過對機組運行數據分析，此定值滿足機組運行要求:且機組冷卻散熱系統水泵及風扇運行情況與保護定值設定值一致。3.2齒輪箱及冷卻散熱器熱能效率對齒輪箱及散熱器熱能效率進行核算。根據行業標準齒輪箱設計的機械效率不低于97%，在標準條件下應達到的其他指標如下:最大發熱功率:P=(l-n)xP=0.97x2000kW=1940kW，根據熱平衡公式Q=C*p*M*At，齒輪箱出口溫度t1=齒輪箱進口溫度t2+Q/(C*p*M)/3600=67(取冷卻液密度:1.07g/cm3、比熱容:3.46kj/kg·k、流量分別取150L/min)。冷卻器當量功率計算:根據當量功率計算公式K=Q/At1，實測機艙溫度為35℃冷卻器當量功率K=60/(67-35)=1.87kW/C(流量為150L/min時)。川潤散熱器散熱能力參數:當流量為150L/in時，散熱能力為1.65~1.67kW/C。當機艙環境溫度為35C時，冷卻介質在冷卻系統標準壓力2.2-2.4bar下，油冷系統的散熱能力還有安全余量，在正常運行情況下，可滿足風力發電機組齒輪箱的散熱需求。通過以上數據分析，當機組冷卻液不足、冷卻管路冷卻介質流通不暢，灰塵和毛絮粘附堵塞散熱片，降低散熱效率熱片通風量，都會造成齒輪箱散熱效率下降。3.3齒輪箱溫控閥溫控閥的失效會導致齒輪箱內的油溫升高，因為溫控閥通常用于控制油的流量和冷卻效果。當溫控閥失效時，冷卻系統無法正常工作，無法及時帶走齒輪箱內產生的熱量，導致齒輪箱溫度升高。齒輪箱溫度的升高會導致齒輪箱油的黏度降低，潤滑性能下降。黏度過低會導致潤滑膜的破裂和摩擦增加，增加齒輪和軸承的磨損和損壞的風險，從而縮短齒輪箱的使用壽命。長期高溫運行可能會導致齒輪和軸承的變形和損壞，甚至引發故障和事故。而且齒輪箱溫度升高會導致能量損失增加，效率下降。高溫環境下，齒輪箱內的摩擦和熱量產生會增加，從而消耗更多的能量，降低整個風電機組的發電效率。3.4齒輪箱油齒輪箱油在齒輪箱中起著潤滑和冷卻的作用。齒輪箱油在齒輪箱內形成潤滑膜，減少齒輪和軸承的摩擦和磨損，降低齒輪箱的溫升，減少能量損失和熱量的產生。油的流動可以將熱量從高溫區域帶到低溫區域，提高齒輪箱的散熱效率。但是油的黏度、抗氧化性、抗泡性等性能指標會影響油在齒輪箱內的潤滑和冷卻效果。齒輪箱潤滑油的使用溫度過高將會導致使用壽命降低。潤滑油長期在相對的高溫階段運行，會改變其粘溫性能，加速油品的氧化，油液在氧化后發泡特性逐步增強，油品潤滑特性變差，加劇齒面磨損和軸承磨損，導致齒輪箱傳動效率下降。齒輪箱超溫原因通過對風力發電機組保護定值、齒輪箱及冷卻散熱器熱能效率、齒輪箱油、溫控閥等方面進行對比分析，明確齒輪箱超溫主要原因為溫控閥壽命到后，溫包中的橡膠套損壞導致溫控閥失效，使齒輪箱溫度過高。4齒輪箱超溫故障處理方案4.1齒輪箱冷卻系統維護風冷卻器長期工作時，散熱片表面逐漸積垢，熱交換性能下降，以至不能滿足冷卻要求，應定期清掃冷卻板片表面及內部沉積的灰塵、柳絮等雜物，保持散熱面清潔，保持空氣的流動暢通。每半年對散熱板進行檢查。使用高壓水槍對風冷卻器散熱片進行沖洗，清除板片縫隙內的灰塵和毛絮。為保證水泵長期使用，其輸送的的冷卻液必須清潔，管道暢通，機組冷卻液保證壓力充足，不應有任何腐蝕性物質和機械雜質。4.2溫控閥進行技改將由溫度調控的閥門改造為壓力控制的閥門，利用其通過冷卻器時因壓降不同形成背壓推動控制閥移動，并結合復位彈簧構成不同回路切換，間接實現在油溫變化時控制溫控閥正常轉換到空氣冷卻器支路對高溫潤滑油液進行冷卻，達到調控系統油溫的目的。4.3齒輪箱潤滑系統維護每年對油品對進行檢測分析，對性能指標超標或油液存在大量發泡、有懸浮物現象的油進行過濾或更換。機組巡視時觀察齒輪箱油液顏色，同時查看過濾器壓差發訊器是否已經報警。如果壓差發訊器已經發訊，且變臟的濾芯還繼續長期使用，濾芯壓差可能已經超過10bar使濾芯壓潰破壞，從而油液中的大顆粒雜質未經過過濾直接進入閥芯和閥套之間導致閥組卡死。這樣必須取出閥芯和閥套進行清洗，同時更換使用新濾芯。5結論此次風機齒輪箱超溫故障的主要是齒輪箱溫控閥因壽命限制而導致