毛中保

摘 要：通過風(fēng)電機組發(fā)電機后端回油通道滲漏故障現(xiàn)象分析以及機組運行的狀態(tài)觀察，分析得出滲漏的兩方面影響因素，并結(jié)合影響因素，對隱患點制定不同的解決方案（擴容回油存儲空間、增設(shè)迷宮強化密封等）消除故障現(xiàn)象。同時從根本原因出發(fā)提出整機設(shè)計指出的解決方案，為后續(xù)優(yōu)化工作提出依據(jù)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機后端回油；密封；擴容；疏通回油

中圖分類號：TM315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0026-02

1 故障現(xiàn)象

某風(fēng)電場在巡查中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機穿線管軸承排脂口處有齒輪箱潤滑油流出，同時發(fā)電機后端附端蓋下部也存在滲漏的齒輪箱潤滑油。原設(shè)計穿線管軸承的排泄口是廢油脂排泄通道，此處不應(yīng)有齒輪箱潤滑油流出，另外發(fā)電機附端蓋設(shè)計有迷宮密封應(yīng)起到密封作用不應(yīng)有油液從此滲漏并沿發(fā)電機后端附端蓋向下流淌。

存在于發(fā)電機穿線管同發(fā)電機轉(zhuǎn)軸內(nèi)壁間的齒輪箱潤滑油應(yīng)通過發(fā)電機回油管返回齒輪箱。原設(shè)計意圖和故障現(xiàn)象見圖1（綠色為設(shè)計回油路線，紅色為故障滲漏路線）：

2 原因分析

發(fā)電機穿線管貫穿于風(fēng)力發(fā)電機組主軸、齒輪箱和發(fā)電機中，齒輪箱潤滑油會沿穿線管外壁流向發(fā)電機后端。因此設(shè)計發(fā)電機回油管，將流到發(fā)電機后端的潤滑油引流回齒輪箱。發(fā)電機后端回油設(shè)計原理見圖2。

發(fā)電機后端回油通道的設(shè)計原理為連通器，起到液面平衡作用，將流到發(fā)電機后端的潤滑油通過回油通道同齒輪箱里的液面達(dá)到平衡。

現(xiàn)場試驗：

（1）打開發(fā)電機回油通道，啟動機組。機組運行發(fā)電8小時后，從發(fā)電機后端回油通道處收集的回油油液約10L。可見發(fā)電機后端回油量較大。

（2）機組在運行過程中，后端有氣流沿發(fā)電機附端蓋迷宮密封處流出，機組停機后氣流消失。

根據(jù)現(xiàn)場試驗和觀察分析，發(fā)電機后端回油量較大，回油通道管路中儲油空間不足（圖2藍(lán)色區(qū)域），在發(fā)電機后端回油量大的時候，很難在短時間內(nèi)將管路中的液面同齒輪箱中的液面達(dá)到平衡（連通器原理只起平衡液面左右，平衡液面需要時間。另外管路截面積小，突然來大量的潤滑油，會直接造成回油管路里液面快速升高，很難快速與齒輪箱大截面實現(xiàn)液面平衡）。加之潤滑油粘度大，特別是冬季，連通器的平衡液面作用實現(xiàn)緩慢。導(dǎo)致流到發(fā)電機后端的潤滑油由于回油不暢，溢出、改變回油方向，引起滲漏。

發(fā)電機后端穿線管軸承室未設(shè)計與潤滑油隔離的密封，在穿線管和穿線管軸承座間有0.5mm間隙，潤滑油從此溢出。同時穿線管安裝有5°向下傾角，潤滑油在旋轉(zhuǎn)的管壁上有攀爬情況，也就造成了齒輪箱潤滑油沿穿線管進入軸承室，從排脂口溢出。

發(fā)電機附端蓋迷宮密封在機組運行、轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，能夠起到密封的效果。但一旦機組停機、發(fā)電機轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的情況下，此處存在間隙、也是溢出的潤滑油的一個泄漏點，最終也就導(dǎo)致了潤滑油從附端蓋迷宮密封處溢出，沿后端蓋向下流淌。機組運行時存在氣流從迷宮密封流出，也加劇了潤滑油從此處的滲漏。

3 處理及優(yōu)化改進方案

3.1 增大潤滑油回油存儲容積，延長油面平衡時間

目前發(fā)電機回油通道回油存儲空間較小，一旦回油量大，短時間內(nèi)流入到發(fā)電機回油管的油將充滿所有存儲空間，溢出、然后從各個隱患點滲漏，無法正確實現(xiàn)發(fā)電機后端回油。液面平衡需要一定時間，因此考慮給回油通道上的回油存儲空間增容，讓其有更大的容積，吸納更多的短時間大量來油（通過觀察在停機、起機時刻來油量較大，運行時回油量穩(wěn)定、量少），給液面的平衡增加緩沖時間，降低潤滑油由于無法平衡、溢出的風(fēng)險。具體增大的空間結(jié)合現(xiàn)場實際測試，結(jié)合啟、停機時的油量確定。優(yōu)化改進設(shè)計方案如圖3。

3.2 取消目前的發(fā)電機回油管路，單獨設(shè)計回油通道

考慮到發(fā)電機后端有回油的要求，連通器原理平衡緩慢，耗時長。可去除目前的發(fā)電機回油通道，單獨設(shè)計一個收集回油并且定時將油液排回齒輪箱的裝置。主動回油裝置原理見圖4。

回油裝置的設(shè)計及工作方式：系統(tǒng)通過管路、油箱收集流向發(fā)電機后端的潤滑油。當(dāng)油液積累到一定程度，液面觸動油位計上限位，啟動油泵工作。油液經(jīng)過油泵、過濾器送回齒輪箱。油泵工作后油箱油液液面下降，當(dāng)液面觸動油位計下限位，油泵停止工作。

主動回油方案，一方面可以加快發(fā)電機后端潤滑油的回流速度（利用高度差流回油箱），避免回油不暢溢出，另一方面收集的油液通過泵定期過濾反送回齒輪箱，較為可靠，控制簡單。

3.3 穿線管軸承室增設(shè)隔離密封

為了避免流入發(fā)電機后端齒輪箱潤滑油進入發(fā)電機穿線管軸承室，可調(diào)整發(fā)電機穿線管軸承座結(jié)構(gòu)形式，增設(shè)骨架油封（位置詳見圖5），徹底消除潤滑油進入后軸承可能，穿線管轉(zhuǎn)速低，骨架油封滿足使用條件。

3.4 發(fā)電機后端蓋迷宮密封改進

結(jié)合前面分析，發(fā)電機后端蓋迷宮密封處可增加一道接觸式密封（位置詳見圖5），加強密封效果，消除從此處滲漏的風(fēng)險。無論在機組運行時、還是停機時均能起到密封作用。另外此處后期維護性好，接觸式密封一旦損壞易于更換。

4 機組設(shè)計優(yōu)化

針對機組運行過程中存在的問題，在后續(xù)機組優(yōu)化以及新機組的設(shè)計可借鑒以下幾點：

（1）發(fā)電機回油系統(tǒng)的設(shè)計需要與回油量相匹配，采取不同的設(shè)計回油方案；

（2）發(fā)電機回油系統(tǒng)中的各個隱患滲漏點需要做隔離措施，確?；赜屯ǖ朗俏ㄒ坏耐罚?/p>

（3）脂潤滑軸承室需要做到與外界相對隔離；

（4）迷宮密封在高速旋轉(zhuǎn)時的作用明顯，不能忽略靜止時可能造成的滲漏。endprint