摘要：齿轮箱油温对于设备可靠运行起着至关重要的作用。油温与风机功率曲线、设备可靠性息息相关，本文从油温高的影响因素、作用现象、采取措施等方面进行了分析实践，并提出了相关措施建议。
关键词：齿轮箱；油温；措施
一、引起齿轮箱油温高导致电量损失的因素
1、环境因素
风电场所处位置周边地理环境也是影响齿轮箱散热风扇效果的一个重要方面，主要表现为周边环境质量的差异，例如采石场、大型运输车辆等引起的扬尘是导致散热风扇效果差的重要原因，其齿轮箱散热风场堵塞情况较为严重。
2、季节因素
主要表现为春季柳絮多发时节和夏秋气温较高时齿轮箱散热风扇堵塞较为严重，尤其是在3-5月份期间，前后每年约有近50天时间棉絮柳絮纷飞，导致各风场均存在较为严重的齿轮箱散热风扇堵塞现象。
3、人员因素
（1）运行监盘人员因素
齿轮箱散热油温在风机前台值班机中会实时显现，而且风机后台中也有历史的温度记录，这些对于分析齿轮箱散热风扇运行情况（或温控阀状况）有着直接的重要作用，而运行人员能否及时发现这些数据的异常，则影响因该缺陷导致的限电电量或故障电量损失。受风场管理机制、管理体制及管理人员责任性等因素影响，各风场间存在不同差异。
（2）风机检修维护人员的消缺响应因素
在发现齿轮箱油温过高缺陷或故障时，风机检修维护人员能否提前消缺或及时消缺，以及消缺质量，直接关系到限电或故障损失电量。因此，风机检修维护人员的消缺相应程度和消缺质量也是影响齿轮箱散热风扇影响电量的重要因素。
4、设备因素
在设备方面，温控阀失效是导致齿轮箱油温高的最普遍的设备因素，远远高于齿轮箱漏油、润滑油泵故障等因素所占比例，因此本文主要就温控阀因素进行重点讨论。
二、齿轮箱油温高的现象
当齿轮箱油温升高时，不同厂家机型有不同逻辑，大致分为两类：一类为单一限值，即达到一定温度则报高温故障停机；第二类为双限值，即达到一定温度则开始限负荷运行，达到更高某温度时报高温故障停机，此类风机的功率散点图见图1。
图1 齿轮箱温度高导致限负荷现象散点图
三、处理措施
1、管理措施
（1）严控齿轮箱油温超限情况，建立齿轮箱油温周巡检机制。每周四例会前，值班人员在风机后台查询并统计当日之前半个月内的风机齿轮箱油温超过68度的风机，利用小风期间安排风场检修人员清洗齿轮箱扇热风扇或更换温控阀。通过这一巡检机制，预防甚至杜绝齿轮箱油温超过75度时限负荷运行情况的发生，在大风期间最大限度抢发电量。
（2）每年3月份定期清洗，对全部齿轮箱散热风扇进行全面清洗，保证在柳絮高发季节来临之前所有齿轮箱散热风扇畅通，为稳步度过柳絮高发季节奠定良好基础。
2、技术措施
（1）针对温控阀已损坏问题，积极研究尝试整改方案。通过综合分析温控阀的工作原理、老化原理和其在冷却系统中的作用，以及润滑油泵的工作逻辑之后[1]，判断在山东区域，温控阀滤芯反装在安全方面对齿轮箱系统无较大影响，并决定尝试将温控阀芯进行反装，使油路强制走散热风扇通道[2]，如此，大大降低因温控阀老化问题导致限负荷问题的发生。本试验随机抽取了16台风机进行试验，并与其他17台风机进行对比，2018年1月至4月份，对比结果如下表：
通过上表可以看出，进行温控阀芯反装的16台中，无更换温控阀芯记录，在未经反装的17台中，有2台因阀芯失效导致齿轮箱油温高，并进行了更换。
（2）对齿轮箱散热风扇进行及时清洗，保障在限负荷之前及时发现高温并及时处理，即及时发现油温达到68度的风机，利用小风期间安排风场检修人员排查，并清洗齿轮箱扇热风扇或更换温控阀，预防甚至杜绝齿轮箱油温超过75避免限负荷现象发生。
由上表可以看出，在统计时段内，33台参与统计的风机中，有2台超过75度限负荷情况，0台超过80度故障情况。在2台限负荷情况中，均为温控阀失效导致散热效果差，更换温控阀后恢复正常。消缺处理时间23小时，因温升高导致的限负荷或停机损失电量为7325度电。
3、加强统计分析
对齿轮箱油温历史数据进行经常性的统计分析，观察油温变化趋势，提前发现升温异常情况，及时采取清洗散热风扇或更换温控阀措施。
4、加强对风机检修维护人员消缺时间和质量的管理
通过管理手段，强化风机检修维护人员的缺陷响应，有缺陷时要第一时间处理，而且以之后的一段时间是否正常稳定运行为考核依据，验证消缺质量，不断提升消缺水平。
5、小结
下表为某风场2017年和2018年齿轮箱油温损失电量统计表，
由上表可以看出，该风场2017年因齿轮箱油温高缺陷损失电量15万度以上。2018年，通过提前清洗散热风扇和温控阀芯安装改造，有效控制了齿轮箱温升限负荷现象，未发生因温升过高导致停机现象，限负荷发生次数控制在10台次以内，电量损失较2017年减少90%。
四、结论
（1）齿轮箱油温对于设备运行可靠性有着较大影响。不同厂家对于油温高的控制逻辑不同。有的为单一限值，即达到一定温度则报高温故障停机，有的为双限值，即达到一定温度则开始限负荷运行，达到更高某温度时报高温故障停机。无论哪一种控制逻辑，对设备发电量都有较大影响。
（2）影响齿轮箱油温的因素包含环境因素、季节因素、人为因素和设备因素等多种因素。其中，人为因素和设备因素相对可控，需在此两方面加强管控，改善设备运行状况。
（3）通过技术手段改变温控阀芯安装方向，可以有效避免温控阀失效导致温升高缺陷的发生，大幅降低此类故障。在山东及周边区域，此措施效果明显，且负面影响较小；但对于较为寒冷的北方地区，需考虑此方法导致齿轮箱油温过低对于机组设备的影响。
（4）通过管理措施，及时发现设备超温现象并及时处置，尤其是对于双限值控制逻辑的风机，及时排查和处理能够有效避免齿轮箱油温高导致的电量损失，甚至结合技术手段能够完全杜绝齿轮箱油温高缺陷的发生，较未采取此类措施的情况可减少大量电量损失，为企业带来可观经济效益。
参考文献：
[1]张上.风力发电机组齿轮箱油温高原因及散热改造方案分析[J].科技与创新，2015（18）：36-37.
[2]胡朗华.风机齿轮箱油温高原因及标准处理方法[J].机械工业标准化与质量，2015（9）：16-18.
论文作者:张建
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：齿轮箱论文; 风机论文; 因素论文; 电量论文; 温控阀论文; 负荷论文; 散热风扇论文; 《电力设备》2018年第29期论文;