风力发电机组用油技术交流讲解课件.ppt

1、风力发电机组润滑油脂技术交流中国石化润滑油重庆分公司主要内容概述风力发电机组的运行要求风力发电机组润滑部位油脂推荐说明长城风力发电机组润滑油脂技术认可长城风力发电机组润滑油脂的应用概 述随着人类社会的飞速发展，对能源的依赖越来越大，石油、天然气等不可再生能源仍是世界能源的主要来源，但因其不可再生性以及逐步走高的价格迫使世界各国投入更多的精力加强了风力、太阳能、地热、生物、潮汐发电等新能源的开发和利用，其中无污染、可再生，被誉为“干净的再生能源”的风力发电是未来世界重点发展的产业之一。近几年中国的风力发电得到飞速的发展，2010年底中国新增装机容量1892.8万kW，累计装机容量4474万kW，

2、2011年新增装机容量1800万kW，累计装机容量达到6270万kW，排名世界第一位。风力发电机组结构组成 1、叶片 2、叶片轴承3、叶片连接轴 4、转子头 5、前整流罩 6、主传动轴 7、主轴承 8、连轴节(低速)9、增速齿轮箱 10、液压制动器 11、连轴节(高速)12、发电机 13、风向仪 14、风速表15、避雷针 16、顶盖 17、油冷却器 18、风向标 19、塔柱 概 述风力发电机的工作原理 空气叶轮(动能转换成机械能)主轴增速齿轮箱发电机(机械能转换成电能)风力发电机因其设备昂贵、工作环境恶劣、现场不便对主要部件进行拆卸维修以及设计上要求使用寿命长等工作特点，对润滑油脂的性能提出更

3、高的要求，因此大型风力发电机关键部位的润滑较多地使用了合成润滑油脂。风力发电机组运行要求风机设备运行环境恶劣，四季温差较大。风电设备多在人员稀少的野外，又是高空作业，同时风力发电系统的润滑部位设置了许多护罩，使得维护保养困难，维护成本昂贵。因此要求设备具有良好的稳定性，尽量减少因设备问题造成的非正常停机、检修次数。风电设备的设计使用寿命多为20年，年平均运行时间超过2000小时，因此对油品的使用寿命也提出了较高的要求。例如，风机主齿轮箱用油的换油周期在一般在35年以上。使用油品多为合成润滑油脂，特别是以PAO基础油为主的齿轮油。长城润滑油脂与进口产品推荐对照表润滑部位推荐油脂主要国外品牌推荐产

4、品长城润滑油/脂产品主轴轴承及锁紧装置壳牌Stamina HDS 7029D EP(2#)主齿轮箱美孚SHC XMP320壳牌Omala HD320 4408(320#)发电机轴承美孚SHC 100壳牌Albida EMS2 7036(100)偏航系统轴承美孚SHC 460壳牌Stamina HDS 7029D EP(2#)偏航齿轮箱美孚SHC XMP壳牌Omala HD 4408(320#)变浆齿轮箱美孚SHC XMP壳牌Omala HD 4408(320#)变桨系统轴承壳牌Stamina HDS 7029D EP(2#)液压系统美孚SHC524壳牌Tellus T32或Arctic32 4

5、637-2N32偏航轴承齿轮门活页壳牌Malleus GL-95美孚SHC 460 7420D(0#)冷却系统FD-2/FD-2B齿轮箱用油齿轮箱用油量占风力发电机组用油量的3/4左右。三级行星螺旋齿轮组传动形式 第一级大扭矩级行星齿轮，第二级和第三级为螺旋齿轮考虑到风力发电机组润滑油受气候温差、湿度等影响较大并且维修不便、地处相对偏远、设计要求使用寿命长、承受负荷大等特点。良好热氧化安定性、水解安定性及抗乳化性能、黏温性能、低温性能以及长的使用寿命。抗点蚀性能：风机齿轮箱工作的启动负荷大，齿轮启停频繁，为齿轮带来较大的冲击负荷。风电齿轮油必须具备的性能 适宜的运动粘度、卓越的粘温性能 兼顾流

6、动性、减振作用、冲洗和冷却作用以及油膜的形成 适应温度变化较大应用（极高温或极低温）卓越的热氧化安定性 风机主齿轮箱是增速齿轮箱，工作温度较高，易局部形成高温热点，而且，风机主齿轮箱的换油和维护相对比较困难 现代大型风机的主齿轮箱一般都要求使用合成齿轮油卓越的抗点蚀性能 风机齿轮箱工作的一个重要特点就是启动负荷大，齿轮启停频繁，为齿轮带来较大的冲击负荷，容易形成点蚀齿轮箱用油从全球风电机组齿轮润滑剂的发展来看，大多数齿轮箱制造商已制定新的润滑剂规范，这些规范比一般工业齿轮应用严格得多，并准确地反映了风电齿轮的实际操作条件，包括低温、抗点蚀等条件：一类特殊的工业齿轮用油规范，其中以Flender

7、规格为代表市场上最主要的品种即为PAO类型的合成齿轮油产品，经过长期的实际应用，证明具有稳定的可靠性。齿轮箱用油主齿轮箱 美孚SHC XMP320、壳牌Omala HD320 长城4408(320#)合成齿轮油偏航与变浆齿轮箱 多与主齿轮箱采用同一种油润滑壳牌Omala HD、美孚SHC XMP长城4408合成齿轮油齿轮箱用油的评价检测项目长城4408(320#)进口油样1进口油样2基础油类型合成烃+酯类油合成烃+酯类油合成烃+酯类油运动黏度,mm2/s -15 0 40 100192704289326.637.3205904060312.037.6210504801335.038.3黏度指数

8、163171165倾点,-40-40-40闪点(开口),256274242液相锈蚀试验 合成海水无锈无锈无锈铜片腐蚀(100,3h),级1b1b1b破乳化性能(82),min81010泡沫性能,mL/mL 24 93.5 后240/010/010/010/020/010/010/020/010/0齿轮箱用油的评价检测项目长城4408(320#)进口油样1进口油样2四球磨斑直径 (80,1200r/min,40kg,60min),mm0.410.380.42FZG齿轮试验,失效级12+12+12+抗点蚀试验 失效级 GFT级10高10高10高元素含量,%S P0.450.0250.540.025

9、0.420.030氧化试验(180,24h,250ml/min)氧化后40运动黏度,mm2/s 氧化后酸值,mgKOH/g 金属片质量变化,mg/cm2 钢 铜 铝 镁351.30.590.00-2.960.000.00659.83.990.00-3.450.000.00425.71.440.000.000.000.00长城SH5320合成齿轮油长城4408(320#)合成齿轮油技术满足以下要求 符合主要齿轮油技术规格AGMA 9005-E02DIN 51517 Part 3Flender工业传动润滑剂认证 解决现场遇到的一些失效模式微点蚀、轴承失效、粘度损失、泡沫等 减少停工检修，降低操作成

10、本液压系统用油国内常见风力发电机的刹车系统分为叶尖气动主刹车系统和高速轴机械阀第二刹车系统，采用失效-安全保护模式。国外推荐使用黏度指数高、抗磨性能好、抗腐蚀、抗氧化性能好、空气释放性和分水性能以及低温性能优异的液压油，国内普通的HM抗磨液压油低温、黏度指数等指标不能满足要求，应该采用加氢基础油或者PAO等合成油为基础油的低凝抗磨液压油。风力发电机的液压系统要求具有良好的黏温性能、防腐防锈性能以及在北方地区强调优异的低温性能。液压系统用油由于风电机组液压系统的使用要求与工业使用的液压系统要求相似，只是在油品的可靠性、低温性能、使用寿命等方面有特殊要求，常使用VG32合成油。考虑到原材料的渠道及

11、其与密封材料的相容性，一般选择使用PAO基础油为主的技术路线。推荐用油 美孚SHC 524 壳牌Tellus T、Tellus Arctic 长城4637-2N32液压系统用油的评价测试项目长城4637-2N32进口油样1进口油样2基础油类型合成烃烃类油合成烃+酯类油运动黏度,mm2/s 40 10031.257.99132.979.72632.96.3黏度指数246301143闪点(开口),212114234倾点,-48-6030045#钢/铜腐蚀(100,3h)合格合格150蒸发,%0.450.42四球试验 最大无卡咬负荷PB,N 烧结负荷PD,N 磨迹直径(60min,40kg),mm1

12、17660820.6083460820.63粘附性(66,15min),%99.996变浆系统润滑脂风机变桨系统的润滑情况与偏航系统类似，有两个核心润滑点：调向驱动小齿轮与叶轮毂内齿圈之间的润滑 轮毂内齿圈与支撑外圈之间滚道的润滑齿轮润滑脂一般采用合成基础油，具有良好的抗氧化性能齿轮润滑脂必须要有优良的粘附性齿轮经常都是在重负荷下工作，因此很容易受到冲击负荷的影响。因此齿轮润滑脂需要更好的抗磨特性齿轮润滑脂必须具有非常宽的温度适应能力，可以在超低温下工作，一般推荐长城7029D EP高低温润滑脂长城风电机组润滑油脂资质认可SIEMENS FLENDER东汽风电事业部长城风电机组润滑油脂资质认可

13、重齿风电齿轮箱公司重齿技术中心长城风电机组润滑油脂资质认可沈阳工大风能技术研究所沈阳临瑞风电长城风电润滑油脂的应用内蒙古乌拉特中旗图古日格风电场河北张家口蔚县空中草原风电场海装风电850kW风机（山东栖霞）海装风电850kW风机（浙江檀头山）内蒙古图古日格风电场该风场位于内蒙古乌拉特中旗巴音杭盖图古日格风电场，业主是富汇风能电力有限公司风机维护属于北京天源科创风电技术有限责任公司该机组2008年9月底换油装机使用，定期监控内蒙古图古日格风电场风机型号金风S48/750额定功率750 kW额定风速15 m/s轮毂高度50 m叶轮直径49 m频率50 Hz电压690 V型号重齿FL800A南高齿F

14、D825-01R5输入转速22.55 r/min输入功率825 kW速比1:67.38风机参数风机参数齿轮箱参数齿轮箱参数内蒙古图古日格风电场使用油脂 原用油脂：齿轮油美孚SHC XMP320、液压油壳牌Tellus T32？润滑脂LG Longlife EP2 替代油脂：长城4408(320#)合成齿轮油、长城4637-2N32合成液压油、7029D EP合成润滑脂 使用时间：2008年9月 使用监控：最低气温-35风机主齿轮箱技术服务内容对现场在用油的评价（原用油），提出替代报告现场换油服务定期油样化验，根据结果提出合理建议，报告回复现场在监控基础上确定合理的换油或补加方案内蒙古图古日格风

15、电场检测项目A292008.12A292009.4A292009.7A292009.10A292010.2A612008.12A612009.4A612009.7A612009.10A612010.2运动黏度,mm2/s 40 100300.533.64284.732.58296.133.13294.332.78297.432.40304.834.08303.733.34297.333.39302.633.69302.733.68黏度指数156157155154149156153156155154闪点(开口),247215243225酸值,mgKOH/g0.370.460.370.340.29

16、0.380.510.440.370.41戊烷不溶物,%0.010.010.030.010.080.010.010.020.030.06水分,%0.010.010.010.010.010.010.010.010.010.01铜腐蚀(100,3h),级1b1b1b1b1b1b1b元素分析,mg/kg 铁Fe8.512.716.421.730.49.614.720.527.734.1内蒙古图古日格风电场检测项目A292008.12A292009.4A292009.7A292009.10A292010.2A612008.12A612009.4A612009.7A612009.10A612010.2运动

17、黏度,mm2/s 40 10030.127.62230.057.56929.967.67329.257.52029.37.76930.107.64430.337.67829.947.72629.897.59129.617.739黏度指数239237243243255241239246240250闪点(开口),187212177酸值,mgKOH/g0.170.190.150.130.110.180.230.140.130.22戊烷不溶物,%0.010.010.010.030.050.010.020.020.010.07铜腐蚀(100,3h),级1a1a1b1b元素分析,mg/kg 铁Fe05.2

18、2.71.93.306.12.71.12.5内蒙古图古日格风电场检测项目A29主轴脂2009.1A29主轴脂2009.4A29主轴脂2009.7A29主轴脂2009.10A29主轴脂2010.2外观深褐色油膏深褐色油膏褐色油膏深褐色油膏褐色油膏1/4工作锥入度，0.1mm7981758178滴点，199197231209212元素含量 铁Fe，%铜Cu，ppm 铝Al，ppm 硅Si，ppm0.3959.71250.1870.915485.80.1075.410846.10.0787018210660.2444.5253537稠化剂组分锂皂+聚脲锂皂+聚脲锂皂+聚脲锂皂+聚脲锂皂+聚脲内蒙古图

19、古日格风电场7029DEP 0 50%TA29主轴脂2009年1月 0 50%TA29主轴油脂2009年4月 0 50%TA29主轴油脂2009年7月-0 50%TA29主轴-12009年11月-0 50%TA29主轴-22009年11月-0 50%T 1000 2000 3000 2000 Wavenumbers(cm-1)内蒙古图古日格风电场检测项目A61主轴脂2009.1A61主轴脂2009.4A61主轴脂2009.7A61主轴脂2009.10A61主轴脂2010.2外观深褐色油膏黑色油膏黄色油膏深褐色油膏褐色油膏1/4工作锥入度，0.1mm79778083滴点，204198204219

20、元素含量 铁Fe，%铜Cu，ppm 铝Al，ppm 硅Si，ppm0.03997.71780.039331461100.1012.251.14310.06671989660.1053.36152100稠化剂组分锂皂+聚脲锂皂+聚脲聚脲锂皂+聚脲锂皂+聚脲内蒙古图古日格风电场7029DEP 0 50%TA61#主轴脂2009年1月 0 50%TA61主轴油脂2009年4月 50%TA61主轴油脂2009年7月-0 50%TA61主轴-12009年11月 0 50%TA61主轴-22009年11月 0 50%T 1000 2000 Wavenumbers(cm-1)3000 4000 内蒙古图古日

21、格风电场检测项目A29偏航脂2009.4A29偏航脂2009.7A29偏航脂2009.10A29偏航脂2010.2外观黑色油膏黑色油膏黑色油膏黑色油膏元素含量 铁Fe，%铜Cu，ppm 铝Al，ppm 硅Si，ppm0.4410713349.523.720200780021.52.1311317128000.857250280013400稠化剂组分聚脲透过率太低，看不到聚脲+锂皂聚脲+锂皂内蒙古图古日格风电场7029DEP 0 50%TA29#偏航油脂2009年4月-0 50%TA29偏航油脂2009年7月 0 10%TA29 偏航-12009年11月-0 20%TA29偏航-22009年11

22、月 0 50%T 1000 2000 3000 Wavenumbers(cm-1)内蒙古图古日格风电场检测项目A61偏航脂2009.4A61偏航脂2009.7A61偏航脂2009.10A61偏航器2010.2外观深褐色油膏黄色油膏深褐色油膏黑色油膏元素含量 铁Fe，%铜Cu，ppm 铝Al，ppm 硅Si，ppm0.3124.424.424.40.04929.821967000.2236.21087460.50129026503250稠化剂组分聚脲聚脲聚脲+锂皂聚脲+锂皂内蒙古图古日格风电场7029DEP 0 50A61偏航油脂2009年4月 0 50%TA61偏航油脂2009年7月 50%T

23、A61 偏航-12009年11月-0 50%TA61 偏航-22009年11月-0 20 40%T 1000 2000 3000Wavenumbers(cm-1)%T外送广研所分析结果河北蔚县空中草原风电场的应用 东汽风电事业部在开发FD70A和FD77A型风力发电机（1.5 MW）的过程中，与重庆分公司合作进行相关产品的配套开发和应用。本次应用的风场位于河北张家口蔚县空中草原风电场，业主为河北建投新能源公司蔚州分公司。该机组2007年装机，2008年8月开始上网发电河北蔚县空中草原风电场风机型号FD70B 1.5MW额定功率1.5 MW额定风速13 m/s轮毂高度75 m叶轮直径68 M频率

24、50 Hz电压690 V型号FL1500A输入转速19 r/min输入功率1660 kW速比1:94.995风机参数风机参数 齿轮箱参数齿轮箱参数 蔚县风场油品使用监控本次对比使用评价的风机于2007年装机，2008年上网发电，2009年2月进行了首次使用监控。使用监控主要针对主齿轮箱用油、液压系统用油和主轴润滑脂进行评价。按照风机齿轮油、液压油和润滑脂的监控要求，对29号风机（使用长城润滑油）和31号风机（使用进口润滑油）的在用齿轮油、液压油和润滑脂进行了使用监控。河北蔚县空中草原风电场检测项目29风机长城油2009.229风机长城油2009.729风机长城油2009.1231风机进口油20

25、09.231风机进口油2009.731风机进口油2009.12运动黏度,mm2/s 40 100293.232.04289.331.75296.234.6285.131.75281.831.19283.432.31黏度指数150150162152151154闪点(开口),224234225226231229酸值,mgKOH/g0.500.430.571.000.950.61戊烷不溶物,%0.000.000.060.0040.030.06水分,%痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹铜腐蚀(100,3h),级1b1b1b1b1b1b元素分析,mg/kg 铁Fe 铜Cu14.81.833.82.943.82.9

26、16.81.729.93.138.20.5河北蔚县空中草原风电场检测项目29风机长城油2009.229风机长城油2009.729风机长城油2009.1231风机进口油2009.231风机进口油2009.731风机进口油2009.12运动黏度,mm2/s 40 10029.885.72026.026.86226.267.20930.088.62629.838.68330.009.047黏度指数135244262289294308闪点(开口),215125125110111109酸值,mgKOH/g0.530.420.290.130.080.05戊烷不溶物,%0.010.030.090.010.0

27、40.12水分,%痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹铜腐蚀(100,3h),级1a1b1b1b1b1b元素分析,mg/kg 铁Fe 铜Cu5.82.93.20.53.00.64.911.98.919.59.618.0河北蔚县空中草原风电场油脂名称检测项目长城7029D EP进口脂29风机2009.729风机2009.12长城新脂31风机2009.731风机2009.12进口新脂外观黑色油膏黑色油膏黄色油膏黑色油膏黑色油膏黄色油膏组分分析 基础油 稠化剂烃类油+酯类油聚脲烃类油+酯类油聚脲烃类油+酯类油聚脲烃类油+酯类油聚脲烃类油+酯类油聚脲烃类油+酯类油聚脲1/4工作锥入度,0.1mm707568909

28、172滴点,232272249208212204元素含量 铁,%铜,mg/kg 硅,mg/kg0.0767.281.60.4230462.10.2212854.40.6129553.1河北蔚县空中草原风电场29风机在用 10 20 30 40 50 60 70 80%T7029D EP新脂 0 10 20 30 40 50 60 70 80%T 1000 2000 3000 Wavenumbers(cm-1)河北蔚县空中草原风电场31风机在用-0 10 20 30 40 50 60 70 80%T进口脂-新脂-0 20 40 60 80%T 1000 2000 3000 Wavenumbers

29、(cm-1)现场使用小结结合整机运行情况可以看出，长城牌润滑油脂能够满足风机的现场使用要求，保证风机部件的润滑防护和全年四季通用的运行要求经受低温使用考验（最低达-35）与对比的进口油品性能相当重庆海装风电设备有限公司 齿轮箱型号重齿FL850H输入转速24 r/min输入功率940 kW速比1:71.382在其CSIC 850KW风力发电机组的初装用油原用美孚SHC XMP320，在内蒙古和河北现场使用的基础上，2009年8月份在山东栖霞项目的8台风机初装油选用长城4408(320#)合成齿轮油和4637N32合成液压油，2009年11月并网发电，已运行2年多。2011年10月浙江檀头山项目30台风机初装长城SH5320合成齿轮油、4637-2N32合成液压油和FD-2冷却液重庆海装风电设备有限公司2010年3月对现场进行第一次服务（采样分析），随后及时对现场使用情况进行反馈和处理2010年5月对液压系统进行检查和更换油品2010年11月对现场在用油进行了取样跟踪监控服务2011年11月第四次对现场在用油进行取样跟踪监控谢谢合作！