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科普 | 風力發(fā)電機組如何維護?

2024-10-23
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01風力發電機組的維護(hù)

風力發電機組的技術密集度以及自動化程度較高, 是一種十分(fèn)典型的機電一體化設備, 整個機組的(de)儀器設備眾多(duō), 任(rèn)何一個部件出現問題都有可能會導致機組停止運行, 嚴重危(wēi)害電網的安全(quán)穩(wěn)定、發電廠經濟利益和電力用戶正(zhèng)常生活, 因此風力發電機組需要定期的維護和檢查來確保其正常運行。


科普 | 風力發電機組如何維護?


(資料圖:東方風電)


風力發(fā)電機組的(de)維護包括定期檢查、清潔、潤滑(huá)、功能測試和故障排除等。

定(dìng)期檢查:首先要仔細觀察風機內的安全(quán)平台和梯子是否牢固,有無連(lián)接螺栓鬆動,控製櫃內有無焦味,電纜線(xiàn)有無(wú)位移,夾板是否鬆動,扭(niǔ)纜傳感器拉環是否磨損破裂,偏航齒的潤滑是否幹枯(kū)變質,偏(piān)航齒(chǐ)輪箱、液壓油(yóu)及齒輪箱油位(wèi)是否正常,液壓站的表計(jì)壓(yā)力是否正常(cháng),轉動部件與(yǔ)旋轉部件之間有無磨損,看各油管接頭有無滲漏,齒輪(lún)油及液(yè)壓油的(de)濾清器的(de)指(zhǐ)示是否在正常位置等。

清潔:定期(qī)對風電場的風力發電機組(zǔ)、塔架(jià)、風輪葉片、限位器、變槳機構、降噪罩等(děng)進行清洗,以去除外(wài)界因素如灰塵、沙土等(děng)汙物,確保設備表麵幹淨,提高能源利用(yòng)效率。

潤(rùn)滑:風機的潤滑係統主要有稀油潤滑(或稱礦物油潤滑)和幹(gàn)油潤(rùn)滑(huá)(或稱潤滑脂潤滑)兩種方(fāng)式(shì)。風機的(de)齒輪(lún)箱和偏航減速齒(chǐ)輪箱采(cǎi)用的是稀油潤滑(huá)方式,其維護方法是補加和采樣化驗,若化驗結果表明該潤滑油已無法再使(shǐ)用,則進行更換。幹油潤滑部件有發電機軸承,偏航軸承,偏航齒等。這些部件由於運行溫度(dù)較高,極易變質,導致軸承磨損。定期維護時,必須每次都對其進行補加。另外,發電機軸(zhóu)承的補加劑(jì)量一定(dìng)要按要求數量(liàng)加入(rù),不可(kě)過多,防(fáng)止過多(duō)擠入電機繞組,使電機燒壞(huài)。

功能測試:定期維護的功能測試主要(yào)有過速測試(shì)、緊急停機測試、液壓(yā)係統各(gè)元件定值測試、振動開關(guān)測試、扭纜開關測試(shì)等。還可以(yǐ)對控製器的極限定值進行一些常規測試。定期維護除以上三大項以外,還要檢(jiǎn)查液壓油位,各傳感器有(yǒu)無損壞,傳感器(qì)的電(diàn)源是否可(kě)靠工作,閘片(piàn)及閘盤的磨損(sǔn)情況等方麵。

故障排除:根據故障初期是否引發係統性響應,可以將風電(diàn)機組(zǔ)的故障分為兩大類:典型部件故障、係統性故障。

典型部件故障:多指機組大部件自身出現缺陷導致機組故障,比如軸承外圈(quān)故障、齒輪點蝕等軸承(chéng)齒輪類故障,借助傳統意義(yì)的(de)在線監測係統(CMS)或者(zhě)離線測試能夠較好的診斷該類故障。

係(xì)統性故障:指由於機組設計、裝配、安裝、調試以及運維過程中出現問(wèn)題導致的(de)機組性能異常、整機(jī)振動(dòng)過大、噪聲異常等現象。


02 風力發(fā)電機組各部件的檢查維護

葉片

葉片(piàn)的(de)首次維護檢查(chá)應在風機動態調試完畢且正(zhèng)常運(yùn)行7--10天後進行;以(yǐ)後每(měi)6個月進(jìn)行一次。

1、檢查葉片表麵是否(fǒu)有損傷等現象,特別(bié)注意在最大弦長位置(zhì)附近的後(hòu)緣。

2、檢查葉片法蘭盤與葉片殼體間密封(fēng)是否完好。

3、檢查葉片表麵是否有腐蝕現象。

4、檢查葉片是否有異常噪聲。葉片(piàn)的異常(cháng)噪(zào)聲通常是(shì)由於表麵不平(píng)整或葉片邊緣不平滑造成,也可能由於(yú)葉片內(nèi)部存在脫落物。查找葉片噪聲來源,並進行處理。

5、檢查葉片是否有裂紋。如(rú)有裂紋應記錄機組號、葉片號、葉片角度、長度、方向及可能的原因。並在下一次檢查中再次檢(jiǎn)查此裂紋,如果裂紋未發(fā)展,就無(wú)須更深一步檢查(chá)。如果在葉片根部或葉(yè)片承載部分找到裂紋或裂縫,機(jī)組必須停機。

6、檢查雷電保護係統。檢查雷電保護係統線路是(shì)否完好,檢查葉片是否存(cún)在雷擊損傷。

7、檢查葉(yè)片排水孔是否堵塞,如有堵塞需要進行(háng)清理。

8、檢查葉片根部蓋板是否安裝牢固。


科(kē)普 | 風力發電機組(zǔ)如何維護?

資料圖:深圳能源)


常見的(de)葉片損壞(huài)類型主要有以下幾(jǐ)種:表麵(miàn)分(fèn)層、後緣粘接(jiē)區域失(shī)效、前緣粘(zhān)接區域失效(xiào)、分層(內外蒙皮)、沿纖(xiān)維編織方向開裂、膠衣裂紋、雷擊損傷等。

表麵損傷的修複(fù)

對需修複的表麵先用丙酮進(jìn)行清(qīng)洗(xǐ);用80目砂紙打磨破損區域的塗漆層,再用丙酮清洗,然後用幹布擦拭幹淨;刮批膩子(見材料表),待膩子固(gù)化後(hòu),再打磨平整;最後塗麵漆。

結構損傷的修複

先清理損傷表麵,再用安裝有36#(中粗)紙砂盤的角磨機打磨損傷區域,將損傷區域的玻璃鋼打(dǎ)磨(mó)成階梯形,每層擴大20mm,打磨完成後用丙酮(tóng)清(qīng)洗,再按同等層數修補;根(gēn)據葉片(piàn)結(jié)構層破損情(qíng)況,用(yòng)環(huán)氧(yǎng)樹脂(SZ1002)、加固化劑(SZ2003),糊製與破損(sǔn)結構層層數相同的玻璃纖維(wéi)布(bù)(XW1001),固化後打磨平整,再用膩子(zǐ)刮(guā)批,砂磨光(guāng)滑;最後塗麵漆。

延纖維(wéi)編織方向開(kāi)裂的修複(fù):

如果葉尖延纖維編(biān)織(zhī)方向開裂的位置離(lí)葉片遠端很近(1米範圍內(nèi)),則可以采取拉筋加強等辦法進行修(xiū)補;如果延纖維編織方向開裂,位置(zhì)在離葉片遠端1米以上,為安全著想應(yīng)當更換葉片。

通常情況(kuàng)下,用變槳來調節功率的風力發電機不是特別髒時,不推薦清(qīng)潔葉片;汙垢經常周期性發生在葉(yè)片邊緣,在前緣處或多或(huò)少會有一些汙物(wù),但是,在雨季期(qī)間,它將再一次消失。也取決(jué)於風機局(jú)部的環(huán)境,過多的(de)汙物可以影響(xiǎng)葉片的性能和噪音,在這種情況下葉片的(de)清潔是很必要的。

變槳軸承

1、檢查變槳軸承表麵的(de)防腐塗層是否有脫落現象。

2、檢查變槳軸承(chéng)表麵清潔(jié)度。檢查變槳軸(zhóu)承表麵是否有油汙或其他汙(wū)染物,並清理幹淨(jìng)。

3、變槳軸承密封檢查。檢(jiǎn)查(chá)變槳(jiǎng)軸承(chéng)(內圈、外圈)密封(fēng)是否完好。

檢查變(biàn)槳大齒圈(quān)齒麵。檢查齒麵是否有點蝕、斷齒、腐蝕等現象,潤滑劑是否(fǒu)塗抹均勻。

4、檢查變槳軸承噪聲。檢查變槳軸承(chéng)是否有噪聲。如果有噪聲,查找噪聲(shēng)的來(lái)源。

5、變槳軸承與輪轂連接螺栓的檢查。以規定的(de)力矩檢(jiǎn)查變槳軸承與輪(lún)轂安裝螺栓,每檢查完一(yī)個,用記號筆在螺栓頭處做一個圓圈記號。

6、緩衝撞塊(kuài)用螺栓的檢查。

7、極限工作位置撞塊用螺栓的檢查。

8、順槳接近(jìn)開關感應片用螺(luó)栓的檢查。

輪轂

1、手動開槳,檢查開槳聲音是否正常(cháng);

2、檢查輪轂整體是否(fǒu)有損壞、腐蝕痕跡;

3、檢查軸承防腐層(céng)有無損壞、腐蝕痕跡;

4、檢查軸承密封圈是否有磨損裂縫和裝配(pèi)錯位;

5、有變槳照(zhào)明的(de)係(xì)統檢(jiǎn)查輪(lún)轂(gū)內照明是否正常;

6、清理輪轂內髒(zāng)汙、雜物;

7、檢查輪轂內連接櫃體(tǐ)、連接電機的所有電纜是否破損,綁紮是否牢固(gù);

8、緊固所有櫃體及變槳(jiǎng)電機的哈廷連接(jiē)器;

9、緊固限位開關(guān)、撞(zhuàng)鐵,緊(jǐn)固冗餘編碼器支架及小齒輪。

剛性輪轂(gū)其安裝(zhuāng)、使用和維護較簡單,日常維護(hù)工作較少,隻(zhī)要在設計時充分(fèn)考慮了輪轂的防腐問題,基本上是免維護的。

柔性輪轂維護工(gōng)作(zuò)是必不可少的,維護時要注意受力鉸鏈和傳(chuán)動機構的潤滑、磨損及腐(fǔ)蝕情況。

輪轂常見故障及(jí)處理

1、45°傳感器故障

原因分析:45°傳感器位置(zhì)調整(zhěng)不當,感(gǎn)應探頭太突出(chū),與感應點發生擠壓,導致傳感器損壞。輪轂內的集油瓶、M30的螺母、輪(lún)轂孔板螺絲等物品脫落後易將(jiāng)傳感器擠壓、砸壞。

2、88°傳感器故(gù)障(zhàng)

原因分析:輪轂內的集油瓶、M30的螺母、輪轂孔板螺絲等物(wù)品脫落後易將88°1傳感(gǎn)器(qì)擠壓、砸壞。

3、控(kòng)製油缸編碼(mǎ)器故障

編碼器內油汙多(duō)幹擾電信號的傳遞(dì);內部接線鬆動;外部作(zuò)用力將其(qí)外殼和內(nèi)部芯片損壞。

4、輪轂(gū)航空(kōng)插頭斷線故障

原因分析:輪轂內無加熱設備(bèi),在低溫情況(kuàng)下電纜變硬變脆,易折斷,

建議:將此電纜的外部套上(shàng)保護(hù)套(tào)管;采用能承受更大溫差(chà)範圍的電纜。

5、輪轂潤滑泵故障

原因分析:多數是因輪(lún)轂內有脫落物引起,脫落物有:集油瓶、M30的螺母、輪轂孔板螺絲、油缸、油管。

建議:1.認真仔細做(zuò)好定期(qī)維護;2.處理輪轂內故障時緊固輪轂(gū)內所有集油瓶和油管:3.若(ruò)輪轂孔板(bǎn)螺栓有脫落現象,在螺杆上塗螺紋緊固劑後再擰(nǐng)緊。

滑(huá)環

1、檢(jiǎn)查電刷及滑(huá)道的(de)潤滑

滑環體必須(xū)使用專用(yòng)潤滑油潤滑。如果沒有油(yóu)膜,必須用不掉纖維的(de)布擦幹淨,然後噴潤滑油。整個滑道應該被油濕潤,使得在電刷上形成油滴(dī)。

2、電刷和電刷板更換

損壞的電刷板,損壞或(huò)者變藍的電刷都必須更換。更換電刷或者電刷板以後,滑環應該重新清潔並上油。

3、維護完成後,重新裝好滑環外殼。不能(néng)有異物進入殼(ké)體裏,不要有電纜被(bèi)殼體壓住。檢(jiǎn)查殼體上的密封件,如有必要,進(jìn)行更換。

4、在滑環工作前,應再(zài)次檢查所有連接(jiē)是否正確(què)牢固。

5、由於滑環清洗會影響滑環的通訊質量,建(jiàn)議現場根據需要進行清洗,盡量減少清洗次數。

齒輪箱

齒輪(lún)箱外表檢查:檢查齒輪(lún)箱表麵的防腐(fǔ)塗層(céng)是否有脫落現象。檢查齒輪箱表麵清潔度。檢查齒輪箱輸入端、輸出端、各管接口等部位是否有漏油、滲油現象(xiàng)。


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(資料圖: 中(zhōng)船科技)


螺栓

風機在正常運(yùn)行時,各(gè)連接部件(jiàn)的螺栓長(zhǎng)期運行在各種振(zhèn)動的合力當中,極(jí)易鬆動,為了(le)不使其在鬆動後導致局部螺栓受力不均被剪切(qiē),必須定期對其進行螺栓力矩的檢查。在環境溫度低於-5℃時,應使其力矩下降到(dào)額定力矩的80%進行緊固(gù),並在溫度(dù)高(gāo)於-5℃後進行複查。一般對螺栓(shuān)的緊(jǐn)固(gù)檢查都安排在無風或風小的夏季,以避開(kāi)風機的(de)高出力季節。

主控櫃、軸櫃、電池(chí)櫃

1、檢查(chá)櫃門是否存在變形,扣合不嚴,門鎖是否(fǒu)全部開關正常,有無損壞;

2、檢查各個櫃內各個部件有無燒黑痕跡,櫃(guì)內風扇以(yǐ)及變槳驅動器風扇是否轉動(dòng)靈活;

3、斷開(kāi)變槳係統主電源及電(diàn)池櫃電源,檢查各(gè)個櫃內內壁是否潮濕,清理櫃內衛生;

4、緊固各個櫃內所有元器件及端子接線,緊固變槳驅動器固定螺栓,緊固變(biàn)槳電池固定螺栓;

5、檢查主控櫃防(fáng)雷模(mó)塊(kuài)是否完好,如有損壞(指示牌變紅)進行更換。


03 風力發電(diàn)機(jī)組故障排除

1.風力發電機劇烈(liè)抖動

風力發電機劇烈抖動有(yǒu)有(yǒu)以下現象:風輪運(yùn)轉不平穩,並且響聲增大,風機機(jī)頭和機身(shēn)有(yǒu)明顯的(de)振(zhèn)動,嚴(yán)重時可將(jiāng)鋼絲繩(shéng)拉索拔起,使(shǐ)風機摔倒損壞。

(1)風力發電機劇烈抖動的原因分(fèn)析(xī)

發電機底座固定螺(luó)栓鬆動;變槳距風輪有卡滯(zhì)現象;定槳距風輪葉片變形;尾翼固定螺釘鬆動(dòng);立柱拉索鬆弛。

(2)劇烈抖動故障的排除方法

風力發電機劇(jù)烈抖動時有發(fā)生,多數是因主要工(gōng)作部件螺栓鬆動引起的。若螺栓鬆動,將鬆動的螺栓擰緊(注意加(jiā)彈簧墊)即可;若定槳距風輪葉片變形,需要卸下修複或更換新(xīn)葉片(注(zhù)意,風(fēng)輪葉片更換應成對(duì)、成付一起更換),若變槳距風輪出現卡滯,此時應卸下(xià)風輪,取下葉片,並用汽油清洗變槳距的滑槽、滑塊和彈簧等零件,然(rán)後再重新裝回原位(注意兩(liǎng)個(gè)葉片(piàn)的零件不得相互裝(zhuāng)錯,以免破壞風輪平衡)。

2.調(diào)向不靈

風機調向不(bú)靈有以下現象:風輪在低風速時(一般3-5m/s以下),經常不(bú)迎風,機頭轉動困難,風(fēng)大時(如(rú)風速超(chāo)12m/s以上),風輪不(bú)能及時偏轉(zhuǎn)限速,使風輪長時間超速旋轉,致使(shǐ)風機工作穩定性變壞。

(1)調向不靈的原因分析

風機立柱(或塔架)上端壓力軸(zhóu)承損壞(huài),或風機安裝時沒有安裝壓(yā)力軸承,因(yīn)長期不(bú)保養風機,使機座回轉體長套(tào)內和壓(yā)力(lì)軸承處油泥過多,黃油老化變(biàn)硬(yìng),致使機頭回轉困難,回轉體(tǐ)和(hé)壓力軸承安裝時,根本就沒有加黃油,致(zhì)使回轉體內部生鏽。

(2)調向(xiàng)不靈故障的排除方法

卸下回轉體,清洗後,若沒有安裝軸承,則需要補裝壓力軸承,若長期沒有保養,使油泥過多或根(gēn)本沒有加(jiā)油,則需認真清洗後,再塗新黃油即(jí)可。

3.異常雜音

風機運行中的異常(cháng)雜音有如下現象:當風速小時出現明顯的響聲,或摩擦聲,或(huò)出現明顯的敲擊聲等(děng)。

(1)異常雜音的原因分(fèn)析

螺釘、螺(luó)栓各緊固部位有鬆動之處;發(fā)電(diàn)機軸承缺油或(huò)鬆動;發電機軸承損壞(huài);風輪與其他部件摩擦。

(2)異常雜音的(de)排除方法

發現風(fēng)機運轉工作時有(yǒu)異常雜音,應立即停機檢查。若緊固件螺(luó)絲鬆動,加好彈簧墊擰緊即可,若風(fēng)輪與其他部件摩擦,找出故障點,調整或檢修排除,若不屬(shǔ)以上原因,則異常雜音(yīn)可能出在發電機前,後軸承部位,此(cǐ)時(shí)應打開發電機前,後(hòu)軸承蓋,檢查軸承,對軸承部件清洗或更換新(xīn)軸承,並加好黃油,將發電機(jī)前、後軸承蓋裝回原位即可。

4.發電(diàn)機不發電

發電機(jī)不發電的現象:發電機運(yùn)轉工作時,無電流(liú)輸出。

(1)發電機不發(fā)電(diàn)的原因分析

發電機輸電線斷路;發電機整流管損壞;輸電線接(jiē)頭接觸不良;發電機過熱或線圈燒壞;保險管燒壞。

(2)發電機不發電故障的(de)排除方法

如發現發電機不(bú)發電,應立即停機檢查,檢查時本著先易後難、由表及裏的原則,先檢查輸電線各接(jiē)頭處接觸是否牢靠,若各接頭沒有問題,可進一(yī)步檢查發電機整流管或保險管是否有損壞,如整(zhěng)流管和保險管沒有問題(tí),則可進一步認定是發電機裏邊的(de)問題。此(cǐ)時卸下發電機,打(dǎ)開前後端蓋,取出轉子,檢查定子線周,如是定子線圈有短(duǎn)路,找出短路部位,重新更換(huàn)線圈或更換新發電機。

5.風輪轉速明顯降低(dī)

風輪轉速明顯降(jiàng)低的現象:一般比較直觀。即有風時(shí)風輪(lún)不好啟動,運轉(zhuǎn)時轉速上不去,特別(bié)是額(é)定風速時,風輪(lún)轉速達不到額定轉速。

(1)風輪轉速明顯降低的原因分析

變槳距風輪葉片調速後沒(méi)有複位,發電機軸承損壞,抱閘刹車風輪的刹車帶和刹(shā)車盤摩擦過大,風輪葉片變形。

(2)排除方法

如風輪葉片變(biàn)形或變槳距葉片沒(méi)有複位,進行檢查調整或更換新風輪葉片,抱閘刹車機型,應檢(jiǎn)查調整刹車間隙,保(bǎo)風輪運轉自如,若發(fā)電機軸承損壞(huài),應更換新軸承。

來源綜合自(zì):百度百科、電廠小哥Leslie、CCIA 維(wéi)修檢測與回收專委會、電力微安(ān)全等

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