郑州奥特科技有限公司

 针对风电大轴承的润滑废油回收的分析

作者：奥特科技

风力发电机组属于大型高精度、高价值运转设备，风机的所有轴承、齿轮等部件均处于频繁启停、高负荷连续运转的工况条件下， 且风力发电场又大多集中在拥有巨大风能资源的高山、荒野、海滩、海岛等偏远地区，其恶劣的自然环境对设备造成严重侵害，加之设备高度较高，维修保养十分不便。因此对其保养维护提出更高、更严格的要求非常必要，以确保风力发电机可靠稳定地长期运转。

风力发电机油脂润滑部位包括变桨轴承、变桨齿轮、偏航轴承、偏航齿轮、主轴轴承和电机轴承。上述部件是风力发电机的重要运转摩擦副，其转动正常与否直接影响风机运营。

1. 现行废油脂清除方法的严重缺陷——废油收集瓶收集不到废旧油脂
1.1 由于粘稠油脂流动阻力很大，废油收集瓶孔口又小，废油收集瓶/袋很难收集不到废旧油脂，收集最多的是一些从油脂中分离析出的基础稀油。
1.2 废油收集瓶收集不到废油脂，当卸下废油收集瓶时，排油口干结堵死。
1.3 随着轴承运转摩擦发热以及长时间的氧化，油脂变质硬化，废旧油脂粘稠度越来越高，充满并堵塞轴承内腔。
1.4 轴承内腔充满变质硬化的废旧油脂，堵塞轴承内腔后，新油脂注不进来。
1.5 轴承油封不能承受过大密封压力，随着油脂的持续加注，加注孔口处油封被胀破，之后，每次加注的新油脂全部从此处溢出。
1.6 轴承长期得不到有效润滑，滚道严重磨损，保持架变形，钢球断裂。

2. 递进式分配器原理图及性能缺陷
2.1 递进式分配器的内部管道特别细长（16个润滑点的油道长约400x2.5），且存在困油区，油脂长期高压挤压下稠化剂沉积管壁，管道阻力很快升高，泵源最大压力小于管道阻力时，系统报警，安全阀溢流，集中润滑系统瘫痪。
    2.2 高压致使管壁胀裂漏油时油脂直接泵至风机室内。
    2.3 故障发生的随机性强，难以预测。（一般3至4年后集中爆发！）
    2.4 故障源难以查找，分配器必须整体更换，维修成本高。

3. 递进式集中润滑系统的严重缺陷——递进式分配器堵塞导致漏油
递进式分配器内部管道特别细长（16润滑点油道约400x2.5），油脂长期高压挤压下沉积管壁形成梗阻，管道阻力严重升高，管道堵塞，集中润滑系统瘫痪，管壁胀裂。且故障源难以查找，必须整体报废。

4. 要保证风电轴承良好润滑，必须及时清除轴承内腔废旧油脂。
风电轴承废油收集系统与集中润滑系统配套使用，也是定期周期性运行，每次运行数分钟。稳定运行后，废油收集系统从轴承中吸出的废油脂量近似等于集中润滑系统注入轴承的新油脂量。确保轴承内腔合理油脂量。
4.1 轴承废油脂收集量＜吸排脂器数x单次最大吸排油量x运行次数x运行周期/调定运行间隔时间
4.2 轴承油脂注入量=分配器排油口数x每个排油口单次排油量x运行次数x运行周期/调定运行间隔时间
4.3 轴承废油脂收集量稍小于轴承油脂注入量

5. Suplub-W废油回收系统

5.1 系统结构：
    废油收集单元主要由液压泵、换向阀、废油吸排器、废油收集器、监控器、传感器、管路附件等组成。

5.2 工作原理：
    在监控器程序控制下系统开始工作，液压泵运行，通过电磁换向阀和两路动力油管交替驱动吸排脂器，一路动力油管有来自液压泵的油压时，另一路动力油管导通油箱卸压，油缸活塞推动柱塞泵柱塞至左端极限位置，把柱塞泵工作腔的废油脂压排入废油收集瓶，动作完成后，电磁换向阀换向，左侧动力油管导通液压泵产生油压，右侧动力油管导通油箱卸压油缸活塞把柱塞泵柱塞压至右端极限位置，柱塞泵工作腔产生真空吸力并导通轴承内腔从中吸出废旧油脂。

5.3 Suplub-W废油回收系统性能优势

5.3.1 及时清理轴承内腔带有磨屑的废旧油脂，减少轴承摩擦，利于轴承散热，降低轴承磨损。
5.3.2 消除轴承内腔压力，保证内腔畅通，确保新油脂顺利注入轴承内。
5.3.3 轴承油封也不再会被胀破，避免了油脂泄漏污染环境，也避免了污染物从油封胀破处侵入轴承内腔。
5.3.4和集中润滑系统配套使用，使轴承内腔始终保持适量油脂，非常有利于润滑油膜的形成和保持，轴承寿命将得到大幅度提高。
5.3.5特别对于持续运行的主轴轴承和电机轴承，意义更大。

5.4 Suplub-W单线分配器

5.4.1. 全并联结构布置，单点独立供油模式，任意支路故障不影响其他支路的正常运行；
5.4.2. 每一分配器设置运行指示杆；
5.4.3. 可靠性高，维修便捷，任一支路故障单独快速维修，维护成本极低。
5.4.4. 最高压力：20MPa
5.4.5. 排量：0.2、0.4、0.6、0.75、1.0、1.2、1.5ml/cy
5.4.6. 适用油脂：NLGI-1#、2#

6.  要保证风电轴承良好润滑，必须及时清除轴承内腔废旧油脂。以下以奥特科技专利产品Suplub-W废油脂自动回收系统为例简述其结构和原理。
风电轴承废油脂自动回收系统与集中润滑系统配套使用，也是定期周期性运行，每次运行仅数分钟。稳定运行后，废油脂自动回收系统从轴承中吸出的废油脂量近似等于集中润滑系统注入轴承的新油脂量。确保轴承内腔合理油脂量。
废油回收单元主要由液压泵、换向阀、废油吸排器、废油回收器、监控器、传感器、管路附件等组成。
6.1 液压泵：液压泵为电动齿轮泵，透明圆筒形油箱，弹簧活塞式辅助压油结构，适合固定安装在风轮内随风轮转动，以低温液压油为介质，满足风电机组全天候环境，为系统运行提供液压动力。
6.2 吸排脂器：吸排脂器固定在轴承圆周排废油孔上，由双作用油缸和柱塞泵构成，双作用油缸的活塞两端分别接通有动力油管；柱塞泵设有吸油口接入轴承排废油孔，在柱塞泵右端设置有出油单向阀；双作用油缸活塞与柱塞泵的柱塞同轴铰接，吸排脂器真空吸力-0.65～-0.80atm。
6.3 监控器：依靠程序定时控制废油脂自动回收系统运行，系统两次运行之间的时间间隔可调，也可接收传感信号增减运行次数，可通过液晶界面了解动态运行情况。检修时可以手动操控运行。

7. 风电轴承废油脂自动回收系统工作原理
在监控器程序控制下系统开始工作，液压泵运行，通过电磁换向阀和两路动力油管交替驱动吸排脂器，一路动力油管有来自液压泵的油压时，另一路动力油管导通油箱卸压，油缸活塞推动柱塞泵柱塞至左端极限位置，把柱塞泵工作腔的废油脂压排入废油收集瓶，动作完成后，电磁换向阀换向，左侧动力油管导通液压泵产生油压，右侧动力油管导通油箱卸压油缸活塞把柱塞泵柱塞压至右端极限位置，柱塞泵工作腔产生真空吸力并导通轴承内腔从中吸出废旧油脂。