風(fēng)力渦輪潤(rùn)滑油的發(fā)展現(xiàn)狀
信息來(lái)源：減速機(jī)信息網(wǎng) 責(zé)任編輯：news
|
發(fā)電工業(yè)增長(zhǎng)最快的部門(mén)是風(fēng)能，2008年美國(guó)風(fēng)能工業(yè)增長(zhǎng)超過(guò)45%。而風(fēng)力渦輪關(guān)鍵的組件如齒輪箱和軸承的潤(rùn)滑至關(guān)重要。現(xiàn)代風(fēng)力渦輪葉片高達(dá)40層摟，在海上維護(hù)更為困難。據(jù)Frontier Pro服務(wù)公司的調(diào)查，美國(guó)在役風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)達(dá)75處，需采用適用技術(shù)，進(jìn)行維護(hù)，如換油和強(qiáng)化齒輪潤(rùn)滑。如果對(duì)這類(lèi)用油不適當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)和必要時(shí)更換，就會(huì)使軸承和齒輪磨損，而導(dǎo)致更嚴(yán)重的損害。風(fēng)力渦輪齒輪的生機(jī)之源就在于油，為此必須予以重視。
2008年5月底，美國(guó)召開(kāi)的摩擦與潤(rùn)滑工程師年會(huì)一致認(rèn)為，280億美元全球風(fēng)力渦輪潤(rùn)滑油市場(chǎng)將是當(dāng)今潤(rùn)滑油工業(yè)極具發(fā)展的機(jī)遇之一。風(fēng)力渦輪潤(rùn)滑油將成為潤(rùn)滑油工業(yè)的大市場(chǎng)。當(dāng)今現(xiàn)代風(fēng)力渦輪需要長(zhǎng)壽命的潤(rùn)滑油，它們被應(yīng)用于風(fēng)力渦輪機(jī)組許多關(guān)鍵子系統(tǒng)，包括齒輪箱、電力控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及許多機(jī)械部件。風(fēng)力渦輪潤(rùn)滑油應(yīng)用于風(fēng)力渦輪齒輪箱，液壓系統(tǒng)如葉片節(jié)距控制，驅(qū)動(dòng)機(jī)組剎車(chē)子系統(tǒng)，以及軸承如渦輪的低速主軸，還有提供風(fēng)力方向校準(zhǔn)用偏航軸承。GE公司是美國(guó)最大的風(fēng)能設(shè)備制造商。2006年美國(guó)風(fēng)能設(shè)備能力增長(zhǎng)45%，所有新的可再生能的95%為風(fēng)能。由此可見(jiàn)風(fēng)力渦輪潤(rùn)滑油發(fā)展前景可觀。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)因其設(shè)備昂貴，工作環(huán)境惡劣，現(xiàn)場(chǎng)不便對(duì)主要部位進(jìn)行拆卸維修，以及設(shè)計(jì)上要求使用壽命長(zhǎng)等工作特點(diǎn)，對(duì)潤(rùn)滑油脂的性能提出更高的要求。因此，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)關(guān)鍵部位的潤(rùn)滑較多的使用了國(guó)外的潤(rùn)滑油脂。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理很簡(jiǎn)單，空氣流動(dòng)的動(dòng)能作用在葉輪上，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過(guò)變速箱相連，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要的潤(rùn)滑部位包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)軸承、偏航系統(tǒng)軸承與齒輪、液壓剎車(chē)系統(tǒng)和主軸承。
1. 齒輪箱的潤(rùn)滑
齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要潤(rùn)滑部位，用油量占風(fēng)力發(fā)電機(jī)用油量的3/4左右。齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速（600kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常為27r/min）變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（通常1500r/min），多采用油池飛濺式潤(rùn)滑或壓力強(qiáng)制循環(huán)潤(rùn)滑。考慮到風(fēng)力發(fā)電機(jī)多安裝在我國(guó)的新疆、內(nèi)蒙古、甘肅及沿海等地區(qū)，潤(rùn)滑油受氣候溫差、濕度等影響較大，并且處于相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū)，維修不便，因此設(shè)計(jì)要求齒輪箱使用壽命長(zhǎng)、承受負(fù)荷大等，所用的齒輪油除了具有良好的極壓抗磨性能、冷卻性能和清洗性能外，還應(yīng)具有良好的熱氧化穩(wěn)定性、水解安定性、抗乳化性能、粘溫性能、低溫性能以及長(zhǎng)的使用壽命，同時(shí)還應(yīng)具有較低的摩擦系數(shù)以降低齒輪傳動(dòng)中的功率損耗。
美國(guó)將加快開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱潤(rùn)滑油，美國(guó)能源部2009年7月底宣布，資助道康寧公司74.5萬(wàn)美元，開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命的風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱潤(rùn)滑油，以提高風(fēng)力渦輪機(jī)組的效率和耐用性。道康寧公司表示，為了節(jié)省與齒輪箱和其他組件相關(guān)的維護(hù)成本，將致力開(kāi)發(fā)使其更耐用、更可靠的潤(rùn)滑油。大多數(shù)風(fēng)力渦輪齒輪箱潤(rùn)滑油為合成或礦物基潤(rùn)滑油。
據(jù)Frontier Pro服務(wù)公司2008年對(duì)美國(guó)投用75處風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)所作的調(diào)查，齒輪箱失效占風(fēng)力渦輪停運(yùn)、維護(hù)和發(fā)電損失的最大份額，據(jù)調(diào)查，這些失效使風(fēng)力渦輪本身成本的增加達(dá)15%~20%。美國(guó)能源部的資助是幫助在美國(guó)新建28個(gè)風(fēng)能發(fā)電項(xiàng)目的一部分舉措，資助高達(dá)1380萬(wàn)美元，包括美國(guó)復(fù)蘇法基金1280萬(wàn)美元。
2. 發(fā)電機(jī)軸承的潤(rùn)滑
軸承是發(fā)電機(jī)的主要潤(rùn)滑點(diǎn)，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)溫度可達(dá)80℃以上，夏天在曠野地帶受太陽(yáng)直射，溫度會(huì)更高。因此，要求發(fā)電機(jī)軸承潤(rùn)滑脂能夠在高溫下保持良好的潤(rùn)滑而不流失，而且發(fā)電機(jī)功率較大，要求潤(rùn)滑脂具有良好的抗磨極壓性能、抗氧化性能和防銹性能。國(guó)外主要推薦使用2＃～3＃稠度的負(fù)荷極壓鋰基潤(rùn)滑脂，要求粘附性好，使用溫度范圍為-30～150℃。多采用定期人工加注潤(rùn)滑脂的方式來(lái)保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3. 偏航系統(tǒng)軸承和齒輪的潤(rùn)滑
偏航系統(tǒng)可以使風(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向，雖然速度不高，但偏轉(zhuǎn)軸承和齒輪承受的負(fù)荷較大，而且偏轉(zhuǎn)齒輪一般為開(kāi)始結(jié)構(gòu)，由于不像發(fā)電機(jī)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，自身產(chǎn)生熱量相對(duì)少，因而受氣候環(huán)境影響大。
我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的分布情況，對(duì)偏轉(zhuǎn)軸承潤(rùn)滑脂的極壓抗磨性能、低溫性能、熱安定性及膠體安定性要求較高；偏轉(zhuǎn)齒輪潤(rùn)滑脂則還需要有好的粘附性能和防腐蝕性能。國(guó)外一般推薦使用含固體添加劑的1＃稠度的低溫潤(rùn)滑脂，要求在-40℃以下仍能有效潤(rùn)滑。
系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要使用減速器，電動(dòng)機(jī)通過(guò)大速比的行星齒輪減速器驅(qū)動(dòng)機(jī)頭轉(zhuǎn)向。一般推薦粘溫性能好、抗腐防銹性能好、極壓抗磨性能和抗氧化性能好的齒輪油。
4. 液壓剎車(chē)系統(tǒng)的潤(rùn)滑
國(guó)內(nèi)常見(jiàn)600kW和750kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)的剎車(chē)系統(tǒng)分別為葉尖氣動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)和高速軸機(jī)械閥剎車(chē)系統(tǒng)，采用失效－安全保護(hù)模式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓系統(tǒng)使用的液壓油要求具有良好的粘溫性能、防腐防銹性能及優(yōu)異的低溫性能，以適應(yīng)北方寒冷的氣候。
國(guó)外推薦使用粘度指數(shù)高、抗磨性能好、抗腐蝕、抗氧化性能好、空氣釋放性、分水性能以及低溫性能優(yōu)異的液壓油。國(guó)內(nèi)普通的HM抗磨液壓油低溫性能、粘度指數(shù)等指標(biāo)不能滿(mǎn)足使用要求，應(yīng)該采用加氫基礎(chǔ)油或者以精制礦油加PAO等合成油為基礎(chǔ)油的低凝抗磨液壓油。
5. 主軸承的潤(rùn)滑
風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸承承受的負(fù)荷較大，轉(zhuǎn)速相對(duì)較慢，要求潤(rùn)滑脂具有良好的承載能力、粘度性能和良好的的低溫性能。根據(jù)前后軸承結(jié)構(gòu)布置上的差異，可分為用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑和用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。
6. 齒輪箱潤(rùn)滑劑
國(guó)外推薦使用Mobil XMP320等產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)化用油可選擇“長(zhǎng)城牌”SH5320合成烴重負(fù)荷工業(yè)齒輪油或“長(zhǎng)城牌”4406合成重負(fù)荷工業(yè)齒輪油。SH5320采用合成烴類(lèi)基礎(chǔ)油，加入進(jìn)口專(zhuān)用復(fù)合添加劑調(diào)配而成。具有良好的熱氧化穩(wěn)定性、良好的水解安定性、良好的抗乳化性、粘溫性能和低溫性能優(yōu)良，具有較低的摩擦系數(shù)和長(zhǎng)的使用壽命，可以滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱長(zhǎng)時(shí)間潤(rùn)滑的需要。
7. 發(fā)電機(jī)軸承潤(rùn)滑劑
國(guó)外推薦石油FAG Arcanol L135v等產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)化用油可選擇“長(zhǎng)城牌”2＃或3＃7019-1極壓復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂。7019-1以復(fù)合皂稠化精制礦油，并加有極壓、抗氧、防銹等多種添加劑精制而成。具有良好的抗磨極壓性能、抗氧化性能、防銹性能，具有更高的使用溫度和更長(zhǎng)的使用壽命，是普通鋰基脂使用壽命的4倍以上，具有年個(gè)的抗微動(dòng)磨損性能。
8. 偏航系統(tǒng)和齒輪潤(rùn)滑劑
國(guó)外規(guī)矩使用Molikote Longterm TTF52等產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)化用油可選擇“長(zhǎng)城牌”7011號(hào)低溫極壓潤(rùn)滑脂。7011以皂基稠化劑稠化合成油，并加有膠體二硫化鉬及抗氧添加劑精制而成。具有良好的機(jī)械安定性、熱安定新性、低溫性能以及低的軸承流失傾向，同時(shí)兼有優(yōu)異的極壓性能。
偏航烯烴的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速器可以使用SH5000系列合成烴重負(fù)荷工業(yè)齒輪油進(jìn)行潤(rùn)滑。
9. 液壓剎車(chē)系統(tǒng)潤(rùn)滑劑
國(guó)外推薦使用Shell Tellus T32等，國(guó)產(chǎn)化可選擇“長(zhǎng)城牌”4637高粘度指數(shù)液壓油，該產(chǎn)品采用精制礦物油和合成油調(diào)配的基礎(chǔ)油，加入抗氧、防銹、抗腐蝕、抗泡沫多種添加劑精制而成。
10. 主軸承潤(rùn)滑劑
風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸采用人工加脂潤(rùn)滑，也可以采用集中供脂系統(tǒng)自動(dòng)定時(shí)定量供脂。
我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)分布較廣，溫度跨度大，有濕度較大的沿海地區(qū)，也有干旱的沙漠戈壁和日照充足的草原，因此要適應(yīng)復(fù)雜多樣的氣候條件和風(fēng)力發(fā)電機(jī)苛刻的工作條件，滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間潤(rùn)滑甚至部分潤(rùn)滑部位終生免維護(hù)的要求，必須選用合成潤(rùn)滑劑。
合成潤(rùn)滑油脂與普通的礦物油脂相比具有綜合的性能優(yōu)勢(shì)。如粘溫特性好，受溫度變化的影響小，從而在低溫下易于啟動(dòng)；在高溫下不流失，能為摩擦部位提供足夠的潤(rùn)滑；熱氧化穩(wěn)定性好、蒸發(fā)損失小，在苛刻的工況條件和氣候條件下能長(zhǎng)時(shí)間的使用。尤其值得一提的是合成潤(rùn)滑油的生物降解率高，在強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)的今天更應(yīng)大力推廣使用對(duì)土壤、水源無(wú)污染的合成潤(rùn)滑油。
風(fēng)力發(fā)電和能源設(shè)備，正隨著風(fēng)力能源市場(chǎng)的飛速發(fā)展而得到廣泛的應(yīng)用。特種化學(xué)品公司科寧(Cognis)的Breox SL 320齒輪油和ProEco HE 801系列高性能潤(rùn)滑液，能夠有效的降低渦輪的運(yùn)轉(zhuǎn)的摩擦，降低應(yīng)力效應(yīng)。在渦輪設(shè)備的齒輪箱內(nèi)，其構(gòu)件必須承受一定的壓力，并且造價(jià)昂貴。因此保證這些昂貴的零部件在正常工況下，長(zhǎng)時(shí)間的安全使用，就是齒輪箱設(shè)計(jì)的重要方向。其中的關(guān)鍵因素之一，就是為齒輪箱尋找一款高質(zhì)量的潤(rùn)滑油產(chǎn)品，Breox SL 320聚醚類(lèi)齒輪機(jī)油，能夠滿(mǎn)足風(fēng)力設(shè)備渦輪的運(yùn)行需求，并且為設(shè)備提供良好的潤(rùn)滑作用。ProEco HE 801系列高性能潤(rùn)滑液抗磨損性能出色，并且密封性能良好，同樣適用渦輪設(shè)備。
美孚SHC系列合成潤(rùn)滑油，以其創(chuàng)新技術(shù)及杰出性能得到全球用戶(hù)的認(rèn)可和贊賞。作為世界頂級(jí)合成齒輪油，美孚齒輪油SHC XMP系列被多家齒輪、軸承和風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商廣泛使用，為10000多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供潤(rùn)滑支持。對(duì)超過(guò)15000份美孚齒輪油的舊油樣品分析顯示，產(chǎn)品具有出色的抗磨保護(hù)能力，采用這些潤(rùn)滑油的風(fēng)力設(shè)備沒(méi)有因?yàn)橛推防匣鴮?dǎo)致任何故障，充分地證明了該產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中的出色性能。
目前的風(fēng)電行業(yè)，齒輪油大多數(shù)采用粘度級(jí)別為320#的全合成齒輪油。全合成油與基礎(chǔ)油相比，在各個(gè)性能上都有顯著的提高：極壓抗磨性能、抗點(diǎn)蝕能力、使用溫度范圍、抗腐蝕能力、氧化安定性等方面。所以：1、更好的適應(yīng)風(fēng)力機(jī)組惡劣的工況；2、給設(shè)備更好的保護(hù)；3、更長(zhǎng)的使用壽命和換油周期。全合成齒輪油又分為PAO（α-烯烴齊聚物）和合成酯型。
PAO與合成酯的對(duì)比：
一、合成烴油：包括 α-烯烴齊聚物、烷基苯及合成環(huán)烷烴等油品。它們具有粘度指數(shù)高、傾點(diǎn)低、蒸發(fā)損失小的特點(diǎn)，最高使用溫度為232℃。適用于制備寒區(qū)、嚴(yán)寒區(qū)用內(nèi)燃機(jī)油、齒輪油、液壓油、空氣壓縮機(jī)油、冷凍機(jī)油及各種用途的白油。合成環(huán)烷烴具有較高的牽引系數(shù)，主要用作無(wú)級(jí)變速裝置的傳動(dòng)油。
二、酯類(lèi)油：包括雙酯、多元醇酯和復(fù)酯，其特點(diǎn)是粘度指數(shù)高，蒸發(fā)損失小，加入添加劑后熱氧化安定性好，可在175～200℃下長(zhǎng)期使用，是一類(lèi)各方面性能均比較優(yōu)良的合成潤(rùn)滑油。主要用于制備各種航空潤(rùn)滑油、內(nèi)燃機(jī)油、空氣壓縮機(jī)油、高溫儀表油、金屬加工用潤(rùn)滑劑及紡織、合成纖維工業(yè)用油劑。
PAO全合成齒輪油與合成酯全合成齒輪油的對(duì)比：
一、PAO全合成齒輪油工作范圍寬：閃點(diǎn)高，傾點(diǎn)低。
二、PAO比合成酯的使用周期長(zhǎng)：氧化安定性要好，水解安定性要高更多（合成酯是脂肪酸和脂肪醇脫水的產(chǎn)物，一定條件下可逆）。
三、PAO與系統(tǒng)的相容性要比合成酯優(yōu)越得多：PAO即合成烴，與基礎(chǔ)油類(lèi)似，符合Flender公司提到的：與彈性密封件、內(nèi)側(cè)涂料、殘留的磨合油、防銹油有很好的相容性。奧吉娜的SHG系列PAO合成油與其他PAO產(chǎn)品的比較：
指標(biāo)項(xiàng)目 奧吉娜SHG-320 美孚SHC-XMP320
運(yùn)動(dòng)粘度40，CST 331 335 運(yùn)動(dòng)粘度100，CST 39.0 38.3 粘度指數(shù) VI 169 164 傾點(diǎn)，℃ -46 -38 閃點(diǎn)，℃ 251 242 抗乳化性(82-40/37/3,min) 9 10 四球抗磨試驗(yàn)（1800r/54/60m/20kg） 0.22 0.2 中國(guó)風(fēng)電場(chǎng)分布，北部的亞寒帶大陸性氣候地區(qū)，和以東南沿海的季風(fēng)性氣候帶為主。與同緯度的地區(qū)相比，我國(guó)為溫度最低的地區(qū)。奧吉娜針對(duì)不同的地區(qū)可以調(diào)整不同的配方，以不同的性能滿(mǎn)足風(fēng)電機(jī)組的使用工況。奧吉娜擁有國(guó)內(nèi)最大的檢測(cè)中心，價(jià)值2000多萬(wàn)的檢測(cè)設(shè)備，為奧吉娜公司的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品質(zhì)量提供了良好的保證。奧吉娜公司是中國(guó)唯一一家通過(guò)FLENDER公司風(fēng)力發(fā)電機(jī)組專(zhuān)用齒輪油產(chǎn)品認(rèn)證的潤(rùn)滑油企業(yè)。
美國(guó)威氏煉油公司生產(chǎn)出高性能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪油lubriplateWTO-320，該油品已成功用于GE公司(WindEnergyDivisionofGeneralElectric)設(shè)備。GE公司已經(jīng)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱中推薦使用WTO-320，并表示，該產(chǎn)品能夠有效的保證齒輪箱的正常潤(rùn)滑，使用壽命非常長(zhǎng)，推薦使用壽命可達(dá)三年之久。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪油完整的分析表示，目前為止，風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪油主要有兩方面的問(wèn)題：
（1）基礎(chǔ)油的選擇。目前市場(chǎng)上100%全合成油作為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備齒輪箱油的產(chǎn)品還非常少，由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備通常安裝條件極為惡劣，為了保證齒輪箱的長(zhǎng)壽命，有必要選用100%合成潤(rùn)滑油。
（2）添加劑的復(fù)配性，不能還用MOLY作為抗磨劑，它容易與水接觸，使抗磨劑失效。而WTO-320已經(jīng)突破了以上的兩道難關(guān)，研制出專(zhuān)門(mén)用于風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的高性能潤(rùn)滑油--lubriplateWTO-320。
|
站內(nèi)搜索
熱門(mén)關(guān)鍵字：減速機(jī) 減速器 中國(guó)減速機(jī)網(wǎng)
工具書(shū) 協(xié)會(huì) 標(biāo)準(zhǔn) 政策 銷(xiāo)售 管理 營(yíng)銷(xiāo) 企業(yè)