淺談風力發電設備后市場運維潤滑技術服務

莫悚 苗世荔

中國石化潤滑油有限公司華北銷售中心

風力發電設備后市場運維機遇和挑戰是并存的，隨著風力發電的規模越來越大，裝機數越來越多，風電運維的后市場也會越來越龐大，而且將會是長期穩定、具有活力的。目前，潤滑油行業在風電領域仍然以國外用油為主流，國產的長城潤滑油在“技術+市場+服務理念”的引領下，有后來居上的趨勢。

目前，風電運維后市場急需規范，風電設備潤滑油后市場更需要高質量的技術服務團隊，僅僅提供優質產品已經不能滿足用戶需求，更需注重加強規范風電運維后市場的服務流程和團隊建設。本文結合長城潤滑油的特點，總結了風力發電設備后市場運維潤滑技術服務流程及應用情況，提出了改進的風力發電設備后市場運維潤滑技術服務流程及模式。

風電行業裝機量現狀

目前，我國風電裝機容量累計容量及新增容量均在快速擴容，風力發電設備后市場運維需求隨之增大，同時，伴隨著大批量風機運轉達到及超過五年的質保期，我國風電運維市場將得到迅速發展。潤滑油換油服務作為風力發電設備后市場運維的一部分，也將迎來新的發展機遇。

總裝機容量

根據中國風能協會數據，2017年，全國累計裝機容量達到18 839萬kW，較上年增長11.65%。全國（除港、澳、臺地區外）新增裝機容量1 966萬kW，同比下降15.9%；累計裝機容量達到1.88億kW，同比增長11.7%，增速放緩[1]。2008—2017年我國新增及累計風電裝機容量見圖1[1]。

區域裝機情況

2017年，風電新增裝機容量為1 966萬kW，中國六大區域的所占比例分別為華北（25%）、中南（23%）、華東（23%）、西北（17%）、西南（9%）、東北（3%）。“三北”地區新增裝機容量占比為45%，中東南部地區新增裝機容量占比達55%[2]。

本文介紹了風電行業裝機量、設備潤滑及油品維護現狀；并針對國外油品在中國的服務模式現狀，提出了改進的風電行業潤滑技術服務流程及模式。通過這一規范的潤滑服務模式，長城風電設備專用油已經替代部分風場原使用的國外品牌油品。

風電機組制造商裝機情況

2017年，中國風電統計有新增裝機的整機制造企業共22家，新增裝機容量1 966萬kW。其中，金風科技新增裝機容量達到523萬kW，市場份額達到26.6%；其次為遠景能源、明陽智能、聯合動力和重慶海裝，前5家市場份額合計達到67%[1]。2017年中國風電整機制造企業新增裝機容量見表1[3]。

表1 2017年中國風電整機制造企業新增裝機容量

風電開發商裝機情況

截至2017年底，中國風電開發企業累計裝機容量以國字號企業為主，其中國能投3 768萬kW，居首位；華能集團1 903萬kW，是國能投的一半左右；三峽集團423萬kW，在國有單位里裝機容量最小。其他單位裝機容量約5 459萬kW[2]。截至2017年底的中國風電開發企業累計裝機容量見圖2[3]。

風電行業用油維護現狀

風機的主要潤滑部位包括主齒輪箱、偏航變槳齒輪箱、液壓系統、冷卻系統、主軸軸承、發電機減速機軸承、偏航變槳的齒圈軸承等。其中，齒輪箱用油量約占整個風機用油的3/4，主要使用合成型的齒輪油。另外，液壓油、潤滑脂、防凍液等產品的用量約占1/4。由于風場風機運行地理位置偏遠，工作環境惡劣，環境溫差大，濕度變化大，再加上登高作業，潤滑油換油及維護比較困難，所以會選擇合成型的齒輪油來延長換油周期。

用量及換油周期

風機齒輪箱用油量較大，每臺風機大約需要裝機170 kg油量，另需沖洗油約170 kg，換油周期約為5年，根據風機裝機累計保有量測算，2018年風力發電設備中齒輪箱更換潤滑油的換油量約可達到5 000 t，每年則跟隨裝機量遞增的趨勢增長。

潤滑油換油方式

起初風場更換潤滑油的方式為人工換油。風機塔筒較高，一般高度為90 m左右，風機齒輪箱在塔筒頂部的機頭內部。人工換油時，必須將油品分裝成小桶后，運至機頭內部，在內部操作進行換油，廢油也要同樣的方式運下來，所以非常不方便。這種方式操作流程簡單，節省成本，但僅僅是舊油排放后進行新油加注，舊油及污染物難以排放干凈，難以完全達到換油的效果。

目前使用換油車進行油品更換。換油車內部自帶儲油箱，分為新油油箱，沖洗油箱、舊油油箱。排掉舊油后，首先加注沖洗油進行內部循環沖洗后，放出；再加注新油，保證油品的清潔。這種方式可以有效清理內部污染物，避免舊油殘留，起到很好的換油效果。用換油車更換潤滑油既方便快捷，又能徹底清潔油箱，是主流的換油方式。

風場業主選擇潤滑油合作伙伴的方式

隨著裝機數量的增多和使用時間的延長，風機的潤滑維護保養逐漸成了重要問題。目前，選擇潤滑油有以下幾種方式：

◇風場業主自主選擇潤滑油，如此業主的話語權增大，但承擔的風險較高；

◇主機廠商的推薦指導仍然起到主導作用；

◇風電后市場運維公司推薦；

◇潤滑油廠家推薦。

風場業主維護現狀

風電機組的日常運行維護越來越重要。維護人員需要進行遠程故障排除、運行數據統計分析和故障原因分析。同時，要及時維護發現故障隱患，減少故障發生，維護人員需要定期檢修風機和日常排故維護。由于工作量較大，尤其忽視潤滑油的日常管理維護。

風場維護人員往往會忽視潤滑油的巡檢，沒有意識到正確選用和關注潤滑油狀態變化的重要性，不了解檢測潤滑油性能指標變化、判斷是否換油，是保護設備、防止設備發生磨損的關鍵，而僅僅是根據設備廠家提出的換油周期定期換油。

后市場維護標準制定情況

目前，風力發電設備后市場運維的標準化、信息化、專業化較低，行業急需規范。由中國石化潤滑油公司牽頭制定了風力發電機組專用潤滑劑國家標準GB/T 33540，包含軸承潤滑脂、開式齒輪潤滑脂、變速箱齒輪油、液壓油4個部分。該標準于2017年3月9日發布，2017年10月1日實施。這一標準對風電后市場及整機廠對潤滑油的選擇起到了指導作用。

綜上所述，風機數量在每年遞增的同時，風機的換油量會逐漸增多，因此在風機后市場運維潤滑油用量穩定增長的同時，規范市場、提升技術服務支持非常關鍵。

風電行業潤滑技術服務改進

根據對風場風機維護現狀的分析，除提供品質優異的潤滑油產品外，更需要針對該行業的特點進行潤滑技術服務流程、模式的提升和改進。

國外油品的技術服務模式現狀

由于中國風電領域建設初期，風電設備多為國外進口，故國外品牌的潤滑油脂隨進口設備共同進入中國，占領了初期風機潤滑油市場100%的份額，但其價格高昂，甚至達到8萬元/桶（170 kg）。風電設備的換油周期一般為3～5年，風電場運維人員由于不了解潤滑油，頻頻依賴于進口品牌，外油占領市場多年。

采用SWOT分析法對國外品牌油品技術服務模式的優劣勢進行了分析，見圖3。

由圖3可見，國產潤滑油若想爭奪風電潤滑市場，首先要改進技術服務模式，指導風電行業用戶認知國產潤滑油，加強客群關系維護，規范服務標準。

長城潤滑油風電行業技術服務的改進

針對國外油品在中國的服務模式現狀，長城潤滑油為提升風電領域整體技術服務水平，改進現有服務流程，維護中國風場用戶，提出了改進的風電行業技術服務流程及模式。

提供用油診斷服務，為用戶量身打造設備潤滑用油解決方案

首先是進行需求及現狀調查，具體步驟如下：

◇現場訪問。與用戶的多個相關部門人員溝通，了解采購人員意向、倉儲管理人員意向，最關鍵是當面或電話形式與現場工作人員交流溝通，獲得設備名稱、設備使用年限、設備運轉狀況、用油信息、換油周期等情況，并做好記錄。溝通過程中，也是相互影響、客群關系維護的過程。

◇現場觀察。與設備管理人員共同到風場現場，觀察風機設備實際運轉狀態，觀察風機潤滑是否有跑冒滴漏等現象，通過詢問等方式進行記錄。通過觀察運維工人實際操作行為和表現來進行推測和判斷。

◇提取油樣分析。在合作意向較強烈的時期，進行油樣采集與分析。通過檢測結果，判斷風機設備使用情況和磨損情況。給出初步的用油建議計劃書。

之后是簽訂用（試）油協議，要求與風場用戶進行細節溝通后，明確服務內容：

◇設備及用油情況。

◇履行方式。我方所提供的服務項目，風場方需要配合的項目。

◇具體的實施過程，施工質量要求。

嚴把潤滑油加注關，在標準化流程上勝過進口油

采用專業的加注過濾設備、專業的油品運輸車輛，排除了環境及老舊設備污染等因素，避免油品在使用前的二次污染，圓滿解決用戶的用油安全問題。制定了現場實施服務流程細則，覆蓋內容見表2。

開展油品監測采集類服務，積累大數據信息

油品分析有兩個目的，一是檢測被潤滑的工件質量，二是檢測潤滑油的質量。由于摩擦副的相對運動會導致零件的磨損，而磨損的直接表現是潤滑油中將蘊含大量的磨損顆粒[4]。

通過為用戶風機設備提供定期油液監測服務，為風電用戶制定完善的在用油分析整套體系，科學確定換油周期，關注設備磨損狀態，降低設備使用風險。

換油完畢后的注意事項如下：

◇風機正常運轉30 min后，對油品進行取樣，作為狀態監控基準數據進行存檔；

◇風機運行6個月之后，再提取一份油樣進行分析，與參考樣品的分析結果作對比。之后每年化驗一次油樣，監控主要指標的變化值與變化趨勢，從而判斷油品的使用情況、各項理化指標的變化情況及設備的磨損情況[5]。

按照風電行業潤滑油檢測標準，進行取樣分析后，將數據上傳系統。根據用戶設備情況，包括品牌、使用年限、齒輪箱品牌的差異，分類進行數據留存，以便分析設備狀態及磨損情況。根據檢測結果與用戶開展現場交流，及時反饋。

增加企業潤滑管理培訓服務，強化國產品牌認知

通過與風電企業交流，舉辦設備潤滑管理培訓，幫助用戶了解潤滑油行業，了解中國潤滑油技術水平和在行業中的地位，熟悉潤滑油基礎及用油常識，從使用及管理上節省成本，達到降本增效的效果。

表2 現場實施服務流程細則的內容

長城潤滑油與運維公司合作服務模式的探索

在風電運維后市場，包括開發商、整機商、獨立第三方企業等紛沓而至，搶奪市場份額。其優勢在于了解風機設備情況，熟悉風場環境，劣勢在于不熟悉潤滑油知識，難以承擔引入該項服務的風險。因此，中國石化潤滑油有限公司作為專業化的生產服務商，正在探索與運維商的合作模式，幫助運維人員提升潤滑油專業水平，協助運維商開啟增值服務管理。

長城風電專用油在風電場實現應用的技術服務典型案例

根據上述流程，長城潤滑油技術支持人員與市場人員共同努力，取得部分用戶認可。以長城320號風力發電設備傳動系統專用油（簡稱長城風電專用油）在寧夏某風場的應用為例，其技術服務歷程如下：

◇2015年7月，技術支持人員到寧夏某風場進行調研，了解設備的基礎信息，與設備管理人員開展交流，獲知設備用油情況及潤滑難點。

◇2015年9月，技術支持人員到寧夏某風場進行現場交流，結合調研的內容，從長城潤滑油企業宣傳、風電專用油品的生產工藝、生產流程控制、長城風電專用油獲得的認證、產品性能特點、技術服務等方面進行交流，得到用戶認可。

◇2015年10月，寧夏某風場認可使用長城風電專用油，開始簽訂技術協議，規定服務的內容及雙方權利義務。

◇2015年11月，開始提供換油服務，按照協議規定，由換油車進行現場操作，更換長城風電專用油，更換后留取油樣。

◇2016年2月、5月、11月分別取油樣，并由技術支持人員進行送樣檢測，同時進行典型數據分析，并及時反饋給用戶。

◇2016年12月，技術支持人員根據檢測數據進行數據比對分析，分析油品主要指標的變化，結果見表3。

跟蹤檢測結果表明，油品鐵含量稍有增高，屬正常范圍內；銅含量、黏度變化均在正常范圍內。應用試驗結束后，經過跨季節考驗的油品仍然保持在優質狀態，產品能夠勝任不同氣候環境條件的考驗，齒輪齒面狀態完好，機組保持了正常運行狀態，說明長城風電專用油可以滿足設備正常運轉的要求。

結束語

通過對國外品牌油品的技術服務現狀進行優劣勢分析，找出國產品牌潤滑油在風力發電設備后市場運維中的競爭機會，并有針對性地進行服務模式的提升，同時細化服務準則和工作流程。根據風電行業概況和后市場運維現狀，長城潤滑油牽頭制定了風力發電機組專用潤滑劑國家標準，在該領域起到規范作用。

表3 長城風電專用油應用過程中主要指標變化

科學合理化的風電潤滑技術服務可以幫助用戶主動預防、避免因潤滑不到位導致設備發生的故障。通過規范的潤滑技術服務模式，長城風電設備專用油已經替代部分風場原來使用的國外品牌油品。

風力發電設備后市場運維已開啟“智慧”時代，用戶需要更規范的服務商，享受更專業的服務。該領域將出現新的發展機遇。潤滑技術服務作為風力發電設備后市場運維的一部分，規范的服務流程和模式將促進行業的健康發展。長城潤滑油在提供優質產品的同時，會繼續摸索行業特點，探尋多種提升服務質量的新的潤滑技術服務模式，促進風電行業設備用油的國產化替代。