王亞瑛
摘要: 溫度升高是影響風電機組發電機運行的重要因素,為保證發電機運行質量,做好溫度問題處理,保證溫升可以被控制在安全范圍內,顯得極為重要。通過對發電機軸承溫度過高問題的分析,對問題處理方式展開深層次探索,旨在妥善處理發電機軸承溫度過高問題,實現理想化風電機組發電機運行模式。
關鍵詞: 發電機熱源;軸承;發電機;風電機組;溫度過高問題
造成風電機組發電機軸承溫度過高原因較為復雜,除發電機軸承自身運轉所造成的溫度過高狀況外,外部因素,像部件損耗產生熱量、發電機風冷散熱以及發電機外殼散熱等也會造成不同程度的軸承溫度過高問題。如果軸承溫度超過安全范圍,會對軸承性能以及發電機運行產生嚴重阻礙,是風電機組是否可以平穩運行的重要影響因素,對其展開深入研究,會對風電機組高質量運轉產生積極影響。
軸承溫度升高影響因素
發電機內部熱源,主要分為軸承摩擦生熱以及發電機本體自身發熱兩種。其中軸承作為主要熱源之一,其溫度變化會對發電機運轉產生直接影響。軸承溫度升高原因主要分為兩類:第一,軸承自身運轉。由于軸承轉速較快,在內外圈進行運動過程中,會因為彼此之間摩擦而產生一定熱量。在忽略能量損失的前提下,轉子與軸承間摩擦力做功和產生熱量會處于相同狀態。隨著軸承的不斷轉動,其自身溫度也會不斷上升,如果沒有得到及時控制,便會出現溫度過高問題;第二,外部影響因素。由于外部影響因素較為復雜,在此將對其展開詳細闡述。
外部影響因素:①風冷散熱。風冷就是通過外部風扇靠空氣流動帶走熱量,隨著發電機的功率越來越大,熱量越大,風冷就會到達一個上限,同時風扇也可能會出現故障現象,這樣可能會造成軸承溫度高;②外殼散熱。發電機熱量散發以冷卻裝置散熱以及外殼散熱為主,外殼向外輻射的熱量,和發電機外殼空氣流量、外殼灰度以及空氣吸熱能力等有直接關聯,如果外殼散熱受阻,會直接引發內部結構溫度過度升高問題,軸承溫度也會出現異常上升狀況;③部件自身損耗。在工作狀態中,發電機內部無法避免會產生一定的部件磨損問題,像機械損耗等問題,是造成軸承溫度升高的主要原因之一。機械損耗多是因為轉子轉動和空氣間產生的摩擦、換向器和碳刷產生摩擦等原因所造成的,這些損耗均可通過對各項技術手段的合理運用,實現對損耗熱量產生量的有效管控。比如有某風電場有多臺風機發電機軸承出現過熱和振動的現象,在檢查過程中,風電場已更換軸承為主,后來檢查發現主要是在安裝過程中,安裝于軸承端蓋上的振動傳感器外殼和其線纜的屏蔽層是相通的,而屏蔽層的另一端是接地的,使發電機軸上的感應電流通過軸承流向接地端,從而對軸承產生了嚴重的電腐蝕,導致了軸承的過熱和振動。后來將振動傳感器的外殼和屏蔽層分開,保證軸承對地的絕緣,避免電腐蝕現象,并對有問題的軸承進行更換。處理完后的電機軸承運行過程中振動和溫度等全部正常。
溫升問題處理措施
在明確溫升影響因素之后,需要按照風電機組運行規劃以及軸承溫升具體問題,制定出較為合理的溫升控制措施。
保證潤滑油性能,做好軸承潤滑
軸承潤滑質量會對軸承自身摩擦系數產生較大影響,是改善軸承自身發熱問題的有效手段。因此,管理部門需要做好潤滑油性能分析與對比,應按照風電機組運行需求,挑選出性能較為理想的潤滑。同時,在進行潤滑油使用過程中,需要按照節能環保要求,做好潤滑污染分析,如果因為污染問題致使潤滑油性能出現下降狀況,需要及時展開檢測,做好潤滑油補充與更換,以將軸承部位摩擦系數控制在最低,實現對熱量產生的有效管控。
做好外殼清潔
需要定期對發電機外殼灰塵展開清掃,避免因灰塵等致使外殼散熱出現異常情況,進而從多方面入手,展開軸承保護。
優化發電機安裝,保證偏差距離
由于發電機安裝質量也會對軸承溫度形成影響,所以需要做好發電機安裝質量管控。一方面,需要對軸承中心、轉子重心偏差距離展開科學控制,避免因偏差距離問題致使軸承所受壓力發生異常變化;另一方面,保證軸承外圈間隙和竄動量設計值相符程度,做好軸承自身運動溫升控制,防止出現軸承自身溫度過高問題。
結束語
為妥善處理好發電機軸承溫升問題,確保軸承溫度可以被控制在相應范圍內,風電機組有關管理部門需要進一步加強對發電機軸承溫升問題的研究力度。不僅要做好溫度升高原因分析,同時還是以問題為導向,對溫升問題處理方式展開科學規劃,確保軸承溫度過高問題可以得到合理處理,軸承溫度可以始終保持在規定范圍之內,進而實現高質量發電機運行模式,保證風電機組運行質量,以為我國風電事業發展做出更多貢獻。
參考文獻
沈坤.淺談風力發電機主軸軸承失效分析及解決辦法[J].科技風,2019,372(04):177.
董興輝,馬曉雙,程友星,等.風電機組軸承健康劣化趨勢建模與仿真[J].系統仿真學報,2019,31(01):159–165+173.
孫興偉,張繼偉.風力發電機軸承溫度場研究[J].制造業自動化,2017(5).