蓄能器在風力發電機械液壓系統中的應用與維護

常明

[摘? ? 要]介紹了風力發電機械液壓系統中蓄能器的主要應用，通過專業的研究與調查，精準找出風力發電機械液壓系統蓄能器開展維護工作的有效措施，其內容包含如合理控制安裝過程、精準檢測運行問題、改善測試方式及強化測試監督等，從而有效提升風力發電機械液壓系統內部蓄能器運行的科學性。

[關鍵詞]風力發電機械液壓系統;蓄能器;測試監督

[中圖分類號]TH137.81 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–00–03

Application and Maintenance of Accumulator in Wind Turbine Hydraulic System

Chang Ming

[Abstract]This article will introduce the main applications of accumulators in the hydraulic system of wind power generation machinery in detail. Through professional research and investigation， we can accurately find out the effective measures to maintain the accumulators in the system， such as reasonable control of the installation process， accurate detection of operation problems， Improve the test method and strengthen the test supervision， etc.， so as to effectively improve the scientific operation of the accumulator in the hydraulic system of the wind turbine.

[Keywords]wind turbine hydraulic system; accumulator; test supervision

蓄能器多為存儲液體壓力的能量裝置，若將其放置在風力發電機械液壓系統中，可有效解決該系統運行的多種問題，適時提升液壓系統的運行質量，而該類設備在使用過程中，為提升其運行測試的準確性，也要開展合理維護。

1 風力發電機械液壓系統中蓄能器的主要應用

1.1 蓄能器的工作原理

在風力發電機械液壓系統中，蓄能器代表著存儲液體壓力的一個腔室，而在該類密封殼體中，相關人員可適時確認蓄能器的使用類型。針對氣囊類蓄能器而言，在正式使用前需對該氣囊實行氣體補充，該類氣體多屬氮氣，其充氣壓力值由工作負荷與工作壓力共同組成，在開展工作期間，該液體會在液壓泵的作用下進行氣囊壓縮，氣囊內部氣體遭到壓縮后，會出現壓力值變大、體積縮小等現象，若該系統壓力與氣體壓力值相同，則氣囊內部可保留適當壓力能;當氣囊內部壓力超出系統壓力時，氣囊在膨脹狀態下會釋放出更多的壓力能。

具體來看，氣囊類蓄能器在實際應用時會存有三項工作狀態，即當蓄能器處在充電狀態時，其充氣壓力與氣體容積會保持值適宜的范疇，該項容積也代表著該蓄能器的總容積;當蓄能器處在充液狀態時，該類氣體壓力會獲得一定的提升，相較于充電狀態，該氣體容積會出現一定的回調;若蓄能器到了適宜的供油狀態后，其氣體壓力值將會降到最低工作壓力值上，且氣體容量也會發生一定的改變。相關人員可依照風力發電機械液壓系統中蓄能器的作用原理來測算出具體的出油量，從而提升蓄能器使用的科學性[1]。

1.2 主要作用

蓄能器在風力發電機械液壓系統中有很多作用：①蓄能器可以作為一個輔助的能源，可以便于液壓系統選擇更小的泵;②蓄能器可以作為輔助的能源在液壓器的主要能源消耗盡的時候可以進行補充作用，以保持液壓器內壓力的穩定性，在液壓器內蓄能器可以減少系統回路中的沖擊，以防止對一些相關設備，如元件、管路造成損壞;③在液壓系統內液壓泵出現意外停止工作或者電力不足的時候，蓄能器可以提供應急能源確保液壓器安全進行工作，保證工作不被間斷，同時，在較長的時間內蓄能器可以維持系統內的壓力，系統有泄漏的情況還可以進行補充，借助蓄能器可以使液壓泵間歇工作，不需要持續進行工作，避免因持續加壓造成升溫的情況，既能夠節約液壓系統的能源，又能夠最大程度地延長液壓器的使用期限，降低對液壓泵的危害。蓄能器在風力發電機械液壓系統中既有減少液壓動脈沖擊的作用，又有作為輔助能源為系統保壓的作用。

1.3 應用過程

在使用風力發電機械液壓系統內部的蓄能器時，相關人員應適時明確該類裝置的作用，比如，在使用過程中其能利用適宜的油液補充來完善系統壓力中的蓄能回路。一般來講，在使用風力發電機械液壓系統下的蓄能器時，若發現液壓缸內的液壓油流到了油箱內，需立即釋放偏航剎車，在完成該項步驟后，蓄能器可為偏航液壓缸提供適宜的液壓油，有效維持當前出現的偏航剎車，適時縮減系統壓力，若系統壓力下滑到與系統壓力開關內的下限值時，可及時啟動液壓泵，有效解決系統壓力問題，因而利用蓄能器可有效完善液壓泵的工作狀態，使其隨時處在間歇工作中，合理縮減功率消耗。

在明確了蓄能器的作用后，相關人員應在風力發電機械液壓系統中開展蓄能器的具體運用，在實際使用時，由于液壓泵內的瞬時流量會出現不同程度的脈動，且系統內部的多個閥門也會產生一定的振動，繼而引發系統內部流量、壓力等參數值的振動與變化。在安裝與使用蓄能器期間，相關人員要消除風力發電機械液壓系統內部的壓力脈動，在正式運用前需明確該蓄能器可消減壓力的有效舉措，比如，在使用該類器械時，其能合理吸收超出平均流量下的瞬時流量，若瞬時流量較小，蓄能器則可利用自身性質來向系統完成一定的供油工作，適時增強風力發電機械液壓系統運行的合理性。

在安裝與使用蓄能器的過程中，相關人員應科學觀察不同流體在管路中流動的具體狀態，在實際應用時，若相關控制閥出現突然關閉等不良現象，液流也會呈現突然停止流動等問題，其流體將會由動能轉化為壓力能，在相關閥門前出現不同程度的高壓。在使用蓄能器后，液壓沖擊等不良現象會被有效消除，基于液壓沖擊力是由管路內部液體動量時間變化率來決定的，若壓力值升高，該蓄能器可適時吸收當前的壓力能，在縮減管路內部液體動量變化速度的同時，削弱其沖擊壓力[2]。

1.4 使用結果

在完成蓄能器的使用后，相關人員可適時檢測風力發電機械液壓系統的整體運行狀態，了解各項因素給該系統運行效果帶去的影響。由于蓄能器解決問題的高效性，其適時解決了多項風力發電機械液壓系統內部的運行問題，及時控制了影響該系統運行效果的多種變量，利用對該設備的合理使用來縮減系統內部出現的壓力波動，適時提升了系統運行的穩定度。

2 蓄能器破損的后果

在蓄能器沒有做好檢查維修工作的情況下，會出現一定破損影響工作的正常進行，在沒有按照要求嚴格進行工作時，蓄能器造成損壞后將會導致液壓泵開始頻繁地自行啟動并自行進行打壓工作，這不僅會影響工作的正常進行，還會浪費大量的資源。如果蓄能器被破壞后，在工作過程中如果出現突然停電的情況，風力發電機就不能再利用蓄能器的能量控制順槳停機正常進行，高速軸制動器也不能正常剎車，葉輪也會無法停止轉動，偏航制動器無法停止工作，這一切都會造成嚴重的浪費能源的情況，并且在一定程度上還會使風機產生危險，甚至會造成飛車事故。同時，蓄能器的破損還會導致偏航制動器和高速軸制動器在工作的過程中，液壓泵都會無緣由地自動啟動，且建壓的時間都還比較短。蓄能器的破損還會造成在液壓泵啟停壓力過程中，液壓系統內的啟動和停止壓力的數值差會變大，甚至超出規定的數值范圍，并且液壓泵在工作過程中壓力上升的速度會非常快，高速軸制動器和偏航制動器在工作過程中，啟動時的速度會下降，影響工作效率。蓄能器一旦出現破損等情況，就會導致一系列問題的出現，影響液壓系統正常運行，所以一定要做好蓄能器的檢查和維護工作。

3 蓄能器維護的有效措施

3.1 合理控制安裝過程

風力發電機械液壓系統內部的蓄能器在正式使用前，需開展科學安裝，而具體的安裝過程會給該蓄能器的使用效果帶去較大影響。比如，在進行蓄能器的安裝時，其安裝位置就要經過適宜的檢查，相關人員應合理探索風力發電機械液壓系統內部的實際運行狀況，在其運行較薄弱的位置安裝蓄能器可有效起到維護與檢查風力發電機械液壓系統運行效果的作用。同時，在安裝蓄能器期間，工作人員需在其與液壓泵間安置適當的單向閥，若風力發電機械液壓系統內部的液壓泵在實際使用時產生突然停止運行等問題時，利用蓄能器中的單向閥可將已存儲好的壓力油倒掉。相關人員在安裝蓄能器的過程中還要適時關注吸收脈動或緩沖脈動時蓄能器的運行狀態，為便于更好地檢修該類器械，可將其安置在振動源附近。此外，在使用與安裝蓄能器期間，工作人員要定期檢查其運行位置，避免其出現在熱源附近，防止其產生因氣體熱膨脹而出現的系統壓力上升現象。

3.2 精準檢測運行問題

工作人員在維護風力發電機械液壓系統中的蓄能器時，還要合理檢測其運行過程中可能出現的問題，利用針對性措施來改善其運行狀態。比如，當蓄能器的運行狀態不理想時，可發現風力發電機械液壓系統內部的執行機構在無執行動作的狀態下，其液壓泵的啟動較頻繁，或機械剎車在失去一定的效力后，其葉輪仍隨風力在緩慢轉動，當產生該類現象時則代表著蓄能器遭到損壞，要適時檢查出該類機械出現損壞的原因，并通過適宜性舉措來完善該機械的內部結構。與此同時，工作人員還要定期檢測機械制動器、偏航制動器等，在該類器械出現動作后，順勢觀察液壓泵的啟動次數，若每次的啟動時間都較短，也說明蓄能器內部機組出現了一定程度的損壞，要對其及時維修[3]。此外，相關人員在測試液壓泵內部的啟停壓力期間，當液壓泵停止壓力與啟動壓力值的差距較大，且超出規定范圍時，則代表該液壓泵在工作運行中的壓力值上升較快，嚴重影響蓄能器的運行狀態，當蓄能器出現該項問題后，要及時測試蓄能器內部的參數值，利用對相關參數值的調整來改善蓄能器的運行狀態，從而提升該類器械的使用質量。

3.3 改善測試方式

在實行風力發電機械液壓系統內部蓄能器的檢測時，相關人員可利用放油法來完成充氣壓力的檢測，借助蓄能器內部油箱間與進油口路中的截止閥壓力表，在油路內部安置測試充氣壓力的各項壓力表，在開展具體的檢測時，需以較慢的速度開啟截止閥，讓壓力油重新回到油箱內，而該階段的壓力表指針則會以較慢的速度下降，在到達某項壓力值后其數值快速下降到0，也就是說，該位置上的壓力表讀數為當前蓄能器具體的充氣壓力。在蓄能器內部設置適宜的壓力表與截止閥后，相關人員可先開啟截止閥，將當前的系統壓力調整到0，在關閉截止閥以后，再合理開啟液壓泵，該系統壓力在存有液壓泵后，會突然上升到某項數值，再降低前進速度，而其停止的位置也能代表蓄能器內的充氣壓力。在了解到適宜的檢測方式后，相關人員應定期開啟蓄能器的檢測與維護，利用適宜的測試方式來改善風力發電機械液壓系統蓄能器的運行狀態。

3.4 強化測試監督

在制定了適宜的蓄能器維護措施后，相關人員還應強化對該類舉措的執行力度，即利用有效措施了解與掌握蓄能器設備維護、檢修的具體過程，有助于及時發現檢修維護期間存有的問題，提升相關器械在風力發電機械液壓系統中的應用效果。一般來講，項目管理者在日常工作中要適時強化對蓄能器的測試監督工作，在測試該類設備的內部性能時，由專人進行科學性監督，適時掌握該蓄能器維護的具體狀態，在該類監督管理的影響下有效增強蓄能器運行的科學性。此外，在測試蓄能器運行條件時，由于其會遭受多項要素影響，在開展風力發電機械液壓系統蓄能器的性能測試前，應精準掌控影響該器械運行效果的多項因素，適時增強測試結果的精準性。測試人員在該環節中也要定期更新自身的測試技術水準，并利用先進的測試理念、測試方式來改善蓄能器的運行狀態，從而保證其在風力發電機械液壓系統內的運行效果。

3.5 周期檢查氮氣壓力情況

在進行蓄能器維護工作過程中，要按照實際情況，著重對氮氣壓力情況進行周期檢查，在這一過程中，可以利用壓力表或者截止閥等工具進行蓄能器的常規檢查工作。在檢測氮氣壓力時，要先將截止閥慢慢打開，確保液壓油在一定壓力作用下可以回流到油箱中，壓力表的指針也隨之慢慢變化，數值達到一定程度后并下降至零，這時候壓力表上面的數值就代表著蓄能器內的充氣壓力值。另外一種檢測方法是先關閉截止閥，然后再打開液壓泵，在這一過程中壓力表上的壓力數值會上升到一定程度再進行緩慢上升，快速上升和緩慢上升的臨界值就是蓄能器的充氣壓力值。使用這兩種方法檢查氮氣壓力時都比較簡單，但是都需要注意在檢測小容量的蓄能器充氣壓力數值時，檢測過程很容易受到系統執行元件的影響，造成較大的誤差，并且這一過程產生的數值也會受到很大的人為因素的影響，所以這個情況下測出來的數值只能作為參考依據，不能完全作為檢查結果。在補充氣體或者壓力不足的情況下，還有可能會出現無法充氣的情況，會導致氣體由液壓系統內溢出來導致蓄能器的氣囊受損，這樣的情況下，蓄能器檢查氮氣壓力就可以通過更換氣囊并測試的方式進行修復，修復后繼續使用。

4 結束語

在使用風力發電機械液壓系統內部蓄能器的過程中，若其充氣壓力降低或器械出現損壞，不但會影響系統運行的穩定度，還會增加該系統剩余元件損壞的概率，要利用適宜的維護手段來改善其應用狀態，提升機組運行的整體安全。

參考文獻

[1] 范昌勇，車芳芳.一種風力發電液壓制動系統的研究[J].液壓氣動與密封，2020，40（10）：4-8.

[2] 肖旺，趙登利.大型風力發電機組偏航液壓制動系統設計與研究[J].液壓與氣動，2020（9）：174-180.

[3] 管小興，丹晨，高宏偉，等.MW級風力發電機組液壓制動系統研究[J].液壓氣動與密封，2018，38（11）：54-58.