【技术】风电机组联轴器及机组烧毁事故的回放与勘测（图表）(上)

　　2.4 油脂气化与轴承发热的能量来源
　　15:13:10 秒之前，机组一直处于满发负荷发电状态，功率基本稳定在1.53MW 左右，在15:13:10 机组功率1537KW；15:13:11 功率1495KW；15:13:12 功率1449KW；15:13:13 功率1376KW；15:13:14 功率915KW；机组高速轴转速与低速轴转速匹配，不存在联轴器打滑现象，例如：在15:13:13机组的发电机转速1733.8rpm，低速轴转速18.3rpm，依据齿轮箱速比计算的高速轴1733rpm。按照当时风速和机组特性，机组在脱网之前的15:13:11到15:13:14，本应在1.53MW 左右发电，机组发电功率被不断拉低，能量主要消耗在了发电机轴承发热上，从而使轴承和发电机轴前端的温度不断上升。 　　如图3 所示为正常机组的联轴器的力矩限制器线和联轴器螺栓、螺帽和锁紧螺栓的相对位置状况。
　　15:13:15 机组执行发电机超速甩负荷停机，电功率为0KW，此时机组本应出现一个较高的飞升转速，实际的低速轴转速19.1rpm（高速轴转速应1818rpm）， 这与停机前的转速相差不大，没有明显的甩负荷飞升转速。一般在这种情况下，机组甩负荷停机，此时的高速轴转速要达到2000rpm 以上， 这就是说，因风电机组轴承卡死，转速上升受阻，从而造成机组的高速轴转速比正常情况低200rpm 左右， 而实际的高速轴转速（发电机转速）则仅899.7rpm。
　　再查看机组在执行停机命令期间的高速轴与低速轴转速：15:13:15到15:13:28 通过低速轴转速计算出的高速轴转速与主控显示值比较，显示值明显偏低。
　　例如：15:13:16 低速轴转速18.7rpm， 计算出的高速轴转速应1771rpm，实际值为882.5rpm；15:13:17低速轴转速16.8rpm，高速轴转速应1591rpm， 实际值778.3rpm；15:13:28低速轴转速2.8rpm， 高速轴转速应265rpm，实际值154.4rpm。从诸多数据证实，脱网后发电机端的阻力超过了联轴器的力矩限制器扭矩，联轴器发生了打滑现象。再从实物解剖也得到证实，力矩限制器有剧烈的摩擦和发热。如图4 所示，事故机组的力矩限制器线两边不一致。因此，在脱网后的这一段时间内，在联轴器上驱动发电机的扭矩超过了力矩限制器的力矩（约为2 倍左右的满负荷扭矩）。 　　由公式P=N×ω 可知，发电机轴承因摩擦产生热量的功率= 力矩限制器扭矩× 发电机实际转速。而这部分功率和部分机组甩负荷的储能消耗在了发电机轴承1 的摩擦发热上，致使发电机前轴承和发电机轴前端的温度迅速上升。同时，因联轴器打滑，巨大扭矩使联轴器在打滑处也产生很高的热量。联轴器打滑产生热量的功率= 力矩限制器扭矩×（低速轴换算出的发动机转速- 实际发电机转速），联轴器力矩限制器处的温升迅速，并迅速传热，因此，在拆卸锁紧螺栓时多个螺栓发生断裂，如图5 所示。在事故机组联轴器上靠发电机的连接螺栓、螺帽、锁紧螺栓有淬火现象，如图5、图6 所示。同时，在联轴器的力矩限制器处温度很高，可能点燃易燃物品。 　　当轴承出现严重卡死时，在执行停机命令之前，通过拉低机组的实际功率产生热量；机组停机时甩负荷转速上升受阻；在执行停机命令后，轴承卡死后，发电机轴仍然在旋转，剧烈摩擦使轴承内部产生热量。以上为轴承内部油脂气化提供了热量，也使得在发电机轴前端的温度很高，为点燃可燃物品准备了条件。
　　3. 事故原因分析……欲知下文，明日揭晓，敬请关注