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孙玉彬:风电机组关键设备状态监测创新模式与应用

2015-02-01 来源:中国风电材料设备网独家报道 浏览数:1540


  当润滑油被污染,油质下降的时候,供油不足,造成磨损状况出现,瞬间产生巨大的磨损颗粒,如果对这个情况不予理会,任其发展,必然造成相关摩擦后的异常摩擦,导致摩擦后出现磨损故障,甚至导致磨损损失,进而导致严重的安全事故。
  这是我们在监测过程当中,一组对比的照片,分析与对比,用显微镜拍摄的照片,清洁的润滑油,相对来讲磨损少一些,但是如果使用一段时间,它磨损大了,磨损颗粒比较多。
  这是各种形貌的,不同的磨损颗粒的情况,推测它的磨损机理,判断这个设备的运营状况。
  这组图片也是用来做于油液当中的分析对比的图品,比较大的脱落颗粒,甚至还有一些铜的磨损颗粒。铜来自于轴承部件,出现这样的情况,磨损就比较严重。这种情况之下,往往没有发展到非常严重的程度,没有特别异常的震动出现。
  我们在做油液监测过程中,我们也是经历了由初始阶段到逐渐发展、逐渐完善的过程,一开始是采用评判标准,首先采取国家的、行业的,甚至是一些风电行业的标准。
  我们在发展过程中,也制订了自己的一些标准,在这个基础上,通过我们一些自己的经验,我们制订了自己的标准。因为我们相对来讲有这个优势,可以获取大量的数据,可以说截至目前为止,我们将近有3万多个数据。在这个基础上,我们就制定出了适合于每一个风电场的监测标准。我个人来讲,油液监测的评判标准,如果说统一标准是非常困难,或者说不是特别合适。因为每一个风电场,每台风机的运行工况不一样,它的油型不一样、机型不一样,它的运行小时也不一样,它对油的影响也不一样。我们就根据每台,给它建档案,我们用一些算法,算出来每一个风电场的评估标准。
  通过油液监测技术,提前预报了故障萌芽,及时消除了故障隐患,以最小的代价换取齿轮箱正常运行,最大限度延长供电机组齿轮箱的使用寿命,从而产生显著效益。齿轮箱一般是一桶油,最多三桶油,一桶油2万块钱,可能还不到2万块钱。一旦出现故障,雇一次吊车就十几万,维修几十万,耽误生产,这个损失非常大。所以如果及时的发现故障,及时的排除掉,保证正常运行,这点非常重要。
  这是没有把去年的2013年的算上,从2010年、2011年、2012年我们就有13000多的油样数据,我们这个油样的样本相对比较大一些。
  这是前几年,我们发现的一些不很正常的情况。
  这个是我们实际监测当中,分析对比当中的照片,大家可以看到,这是在我们刚刚进油液监测实验室的时候,采集油样发现里面大量的铁屑,轴承疲劳剥落非常严重,轴承已经严重毁损,这个时候已经进入磨损失效了,我们及时把它换掉,也能降低损失。
  这也是来自一个风电场,当时发现这里面有很多球形磨粒,这个球形磨粒的出现,就标志着微观磨粒的出现。
  齿轮箱的运行工况比较苛刻,大多数情况下,处于边界状态。这种情况下金属之间的接触不可避免,在运行过程中,就有可能由于油的问题,摩擦的表面反复运行过程当中,就有可能产生一些微观裂痕。一些正常磨损的一些磨损颗粒,进入了裂痕当中,当然一方面是裂痕不断的扩大,出来进去、出来进去,就形成了球形磨粒,球形磨粒大量出现,说明微观裂痕已经在表面出现了,这是一个疲劳的体现。这是一个行星轮明显的疲劳剥落,已经失效了,这里还有一个裂痕,这个齿轮已经折断了。
  我们对油液监测这一块当时做了初步的估算,因为维修成本、大小、型号、区域、产地、维修部件等因素,拿到20到100万元。雇一台吊车10多万元,延误生产也是很重要的损失。如果说按15天算,实际上维修时间不止15天,甚至一个月,如果15天,造成的损失是很多的。如果油不更换,不管它,严重损坏,会造成非常多的损失。对于提前发现因为润滑油造成的磨损故障的萌芽,提高齿轮箱的可靠性,确实有一定的作用,这是它的一个方面。
  另外一个方面开展油液监测,实时按质量换油,明显降低润滑费用。供应商一般建议是定期换油,原来一直推荐三年换一次油,后来逐渐变成5年换一次油,当然他们愿意换得更频繁一些了,但是这里面我们尽量物尽其用,要定期换油变为按质量换油,手段就是通过油液监测。在齿轮箱适应过程当中,一旦发现齿轮箱的各种添加剂耗尽,齿轮油本身严重氧化,齿轮油各种性能下降,不能满足使用要求,或者说齿轮油严重污染了,有可能造成一些严重的磨损,这种情况下必须进行更换。如果是轻微的变化,稍微有污染,还能够满足润滑要求,这种情况就没有必要更换。就像现在汽车一样,一般推荐机油是5000公里一换油,实际上现在业内专家说了没有必要,5000公里正好是润滑起很重要作用的时候。这样我们油液监测,原来推荐三年换油,到期了,该换了,后来把应用时间延长了,最多的时候,达到5年多、6年,节省了换油费用,降低了润滑成本,起到了一定的润滑作用。
  开展油液监测,对新油实施把关,保障风险机组润滑的可靠性。
  新油品的把关,一个是新油的油品是不是合格,库存的新油是不是变质了,注入到齿轮箱中的油品是不是正确。我们有个案例,很多行业都有案例,通过这个监测,我们就可以避免这些问题,也可以保障风险机的润滑的可靠性。

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