风电后市场微平台2.0MW双馈异步发电机组齿轮箱油压底检查及处理的案例分析

3、排查温控阀（结果正常）：将#45机组是吊车图片的温控阀是吊车图片的阀芯取下并在旁路安装一个节流阀，目是吊车图片的是排除温控阀对齿轮箱进口压力的影响。
四、解决方案
通过数据对比，27台齿轮箱技改后，齿轮箱油泵出口压力平均上升2.98bar，齿轮箱进口压力平均上升22、在泄油孔上装上一个 M12×1.5 的丝堵（FDSH-0287），螺栓涂厌氧胶后拧紧，并将滑油分配器回装到原位，拧紧连接螺栓，重新回装油管。
针对50台机组齿轮箱油压都不一样的情况，进行了专题分析，在分析中发现，27台齿轮箱油压在1.5bar-3bar左右的轴承平均温度比另23台齿轮箱轴承温度高8度左右，在夏季，轴承平均温度甚至高15度左右，这27台齿轮箱轴承温度经常达到报警值。齿轮箱长期处于油压低、轴承温度高的情况下，会加快齿轮箱磨损，缩短齿轮箱使用寿命。
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4）油泵进口与出口被杂物堵住；
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一、概述
五、结论
对风机齿轮箱润滑油系统每个设备和油路进行逐一排查，发现油压底的齿轮箱进口分配器底部多开了一个油口，将该油口封堵后，27台齿轮箱油压全部上升到3bar-8bar左右，齿轮箱前轴承温度平均下降7.92度，后轴承温度平均下降5.69度（冬季环境温度5度的情况下）。
6）过滤器的滤芯被堵住；
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(一）润滑油压力低原因分析：
该系统主要有一台润滑油泵（双速电机）、温控阀、过压旁通阀、过滤器及换热器等组成（见下方系统图）。
7、进一步排查油泵（正常）：将#2机组油压正常情况下的油泵与#9机组油压低的油泵进行互换，目的是彻底排除油泵的因素。
经反复排查，#9、#45机组齿轮箱进口压力低于1.5bar，与电机、油泵、滤芯、旁路油管、主油管、泄压油管、温控阀没有直接关系。
5）油泵的进油管被杂物堵住；
多次排查仍没有发现问题，经多方调研及与齿轮箱厂家沟通了解，灌云风电场50台齿轮箱进油口分配器不是由一个厂家提供，部分齿轮箱进油口分配器底部增开了油孔。了解该信息后，挑选了一台压力正常的#36机组和一台压力偏低的#38机组，分别检查齿轮箱进油口分配器开孔情况，发现压力低的#38机组齿轮箱进油口分配器底部增开了油口，#36机组没有开油口，将#38机组齿轮箱进油口分配器底部油口封堵后压力恢复正常。
1）电机转速在低速运行，电机功率达不到额定功率；
某风场采用的是2.0MW双馈异步发电机组，投运几年来，共有9台齿轮箱故障下架维修，1台齿轮箱故障停机待修，另外还有4台齿轮箱有缺陷隐患。在检查分析过程中发现50台机组齿轮箱油压都不一样，油压在1.5bar-8bar之间（厂家说明：齿轮箱正常油压在0.4bar-8bar之间），其中有27台齿轮箱油压在1.5bar-3bar左右，另外23台齿轮箱油压在3bar-8bar左右，而上述14台故障损坏或有缺陷的齿轮箱，有10台齿轮箱油压在1.5bar-3bar左右。与其他采用该型号风机齿轮箱的风电场了解，齿轮箱油压也各不一样，也存在齿轮箱油偏压，轴承温度偏高的问题。
（二）排查处理过程：
1、拆下齿轮箱进油口分配器上的各路油管，拆下齿轮箱进油口分配器，用 M12×1.5 的丝锥对齿轮箱进油口分配器底部Φ10的泄油孔攻丝，攻深 20mm，清理干净毛刺和铁屑（如下图）。
工作原理：当冷启动时（润滑油温度过低），或当过滤器滤芯压差大于4bar 时，滤芯上单向阀打开，润滑油只经过50μ的粗过滤；当温度逐渐升高，滤芯压差低于4bar 时，润滑油经过10μ和50μ两级过滤。当油温低于45℃时，润滑油直接经温控阀进入齿轮箱；当油温高于45℃时，温控阀关闭，润滑油经冷却器冷却后再进到齿轮箱。为保证出口压力的稳定，在装置上有安全保护旁通阀，当压力超过10bar时，开启安全保护旁通阀，以防止压力过高对系统元件造成损坏。
7）温控阀故障：当油温高于45度时有部分油从旁路油管进入齿轮箱造成分压使进口压力降低；
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二、齿轮箱润滑系统原理
1、排查油泵电机（结果正常）：#45机组更换了油泵电机，在更换油泵电机之前启动油泵高速，观察齿轮箱进出口压力，并测量了油泵高速状态下的电机三相电流，更换电机后将压力与电流进行了对比。
三、排查过程
4、排查泄压阀（结果正常）：将#45机组的温控阀的阀芯取下并在该管路安装一个节流阀，将泄压管连接到油泵的一端取下并用堵头堵住。目的是排除泄压阀泄漏，防止在正常压力下有油通过泄压管道直接流入到齿轮箱。
（三）初步结论
3）油泵叶轮磨损，泵轮间隙过大；
2、排查油泵联轴器（结果正常）：#45机组更换电机时发现电机与联轴器的花型缓冲器有磨损情况，更换了联轴器与缓冲器，齿轮箱进口与出口压力基本没变。
8、排查齿轮箱主油管路：更换油泵的进口油管，目的是为了排除进油管有异物堵住，造成油泵进油量减少，影响齿轮箱进口压力。更换油管后与更换油管前的进出口压力没有差别。
6、排查油泵（正常）：将#45机组的旁路节流阀、泄压管的堵头更换到#9机组并更换了新的油泵。目的是排除油泵磨损影响泵的出口压力，在检查过程中，检查了泵的进出口管道畅通。
摘要：基于2.0MW双馈异步发电机组齿轮箱在运行中发生多台风机齿轮箱故障，通过故障原因检查和分析，发现50台齿轮箱中有27台齿轮箱油压较低，轴承温度偏高。针对齿轮箱油压低的问题，经过系统性的检查和分析，找到了问题所在，通过技改解决了齿轮箱油压低的问题，这27台齿轮箱进口压力上升明显，轴承温度大幅下降，技改效果显著。为同类风机齿轮箱消除油压低的问题提供可借鉴的方法。
通过技改前后数据对比分析，在风速和环境温度相同的情况下，油压大幅上升，轴承温度降低，对比情况如下：（1月6日环境温度6度，平均风速9.7米每秒；1月25日环境温度5度，平均风速9.5米每秒:1月30日环境温度4度，平均风速9.8米）。27台齿轮箱技改后，齿轮箱油泵出口压力平均上升2.98bar，齿轮箱进口压力平均上升2.98bar，齿轮箱前轴承温度平均下降7.92度，后轴承温度平均下降5.69度。齿轮箱进口压力上升明显，齿轮箱各轴承得到充分润滑，轴承温度大幅下降，有助于延长齿轮箱使用寿命。
（四）后续排查
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2）电机与油泵的联轴器损坏；
相同类型厂家生产的齿轮箱存在齿轮箱油压低的问题，可借鉴以上方法进行检查，解决齿轮箱油压偏低的问题。
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8）泄压阀故障：泄压阀泄漏，油从泄压管路直接进入齿轮箱。
来源：《风能产业》
5、排查滤芯（正常）：将#45机组的温控阀的阀芯取下，并在该管路安装一个节流阀，将泄压管连接到油泵的一端取下并用堵头堵住，更换了齿轮箱油泵过滤器的滤芯，目的是为了排除由于齿轮箱滤芯被堵住而影响齿轮箱油的进口压力。更换了齿轮箱进出口压力与第四步加堵头后的压力值相差无几。
作者：周伟忠 华电江苏能源有限公司新能源分公司