風電機組發電機絕緣軸承結構和排脂結構技改應用案例檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

風電機組發電機絕緣軸承結構和排脂結構技改應用案例風能資源作為一種儲能豐富、分布較廣的資源，有望成為未來電力系統的主要供能來源，得到了廣泛的開發和利用。

一、背景

風能資源作為一種儲能豐富、分布較廣的資源，有望成為未來電力系統的主要供能來源，得到了廣泛的開發和利用。大型風電場最常用的風力發電機有雙饋風力發電機和直驅永磁風力發電機，而雙饋風力發電機因為其優良的性價比成為風電機組的主流機型。在雙饋風力發電機組中，雙饋發電機是雙饋風電機組的核心部件，擔負風能轉化為電能的關鍵作用。雙饋發電機的高效、安全可靠運行，是保證業主收益的關鍵。

雙饋風力發電機組早期配套的雙饋風力發電機，普遍採用絕緣軸承結構，這種絕緣軸承結構，即軸承為絕緣軸承，端蓋為普通端蓋，軸承內、外側均有密封環，軸承的儲脂空間、排脂通道、排脂口都偏小。

雙饋風機發電機的軸承溫升高、軸承磨損快、軸承更換頻繁，增加了雙饋風力發電機的運維工作量、運維費用和停機時間，極大地影響了風電機組的發電量和業主的收益，已經是困擾很多風電業主和主機廠的大問題。

二、應用案例

1、項目概述

1） 完整採用絕緣軸承端蓋結構改成普通軸承端蓋結構、改善排脂結構的解決方案：

此完整解決方案，已經成功應用於遼寧和蒙東某風場，改造前後溫度數據對比如下：

對比結果：發電機前軸承平均溫度下降 15.6℃，發電機後軸承平均溫度下降17.6℃。

2） 僅改進排脂結構、更換潤滑脂的解決方案：

a）此方案已經在內蒙某風場得到效果驗證，清洗軸承效果圖片

b）清洗後更換油脂的發電機軸承溫度及Fe 元素比對

比對結果：使用該 KluebersynthBZ 68-400 清洗油脂+BEM41-141 潤滑方案後，溫度下降了 11℃ 以上，磨損元素下降了 90%。

2、主要效益

改造後的普通軸承結構，具有以下優勢，產生以下效益：

1. 改造成普通軸承結構後，軸承的電腐蝕問題得到極大改善，軸承運行可靠性提高，使用壽命延長；

2. 改造成普通軸承結構後，需要更換軸承時，普通軸承價格便宜、採購周期短、機組能儘快恢復運行、發電量損失小；

3. 改造成普通軸承結構後，軸承儲脂空間、排脂結構得到最大程度地優化，排脂口加大加寬，選用風電專用潤滑脂克魯勃BEM 41- 141，軸承的廢油脂能及時排出，新油脂能順利補充，軸承能良好地再潤滑，保證軸承能長期可靠的運行。

4. 絕緣軸承改成普通軸承結構，軸承的排脂結構優化，軸承的絕緣、潤滑得到最大程度的保證，大大減少了軸承因為軸電流電腐蝕、排脂不暢而欠潤滑導致的軸承損壞、軸承頻繁高溫報警的故障，極大地減少了電機軸承的運維時間和成本，提高了機組的收益。

三、技術要點

完整的解決方案技術要點是：

1、將原來電機的絕緣軸承結構改成普通軸承結構；

2、將軸承的排脂通道、排脂口進行優化設計，加大排脂通道；

3、將發電機的潤滑脂更換為風電專用潤滑脂克魯勃 BEM 41-141。

4、更換克魯勃 BEM41-141 油脂前，用克魯勃油脂清洗劑 BZ68-400 清洗軸承中乾涸結塊的失效油脂和磨削。

改造後的普通軸承結構的端蓋系統主要特點是：

1) 改造後的普通軸承結構的端蓋裝配主要包括：軸承外蓋、外甩油盤、預緊彈簧、絕緣端蓋、普通軸承、軸承內蓋、大絕緣墊、O 型密封圈、小絕緣墊、接油盒。普通軸承套裝於轉軸的軸承擋位置，絕緣端蓋套裝於普通軸承上；普通軸承內圈一側依靠轉軸台階定位，另一側靠外甩油盤壓緊；普通軸承外圈兩側設置有大絕緣墊和小絕緣墊；軸承外蓋套裝於外甩油盤上；在軸承外蓋內側、普通軸承的小絕緣墊外側之間，設置有預緊彈簧；軸承內蓋、軸承外蓋放置在絕緣端蓋兩側，通過止口配合、螺栓固定聯接；在軸承外蓋的下端，設置有排脂通道和排脂口，接油盒固定於軸承外蓋的下端，儲存廢油脂。

2) 絕緣端蓋，由原來的普通端蓋將端蓋內徑加工到規定尺寸，加工後的普通端蓋， 內嵌絕緣套，組合成絕緣端蓋；

3) 絕緣套包含：軸承套、絕緣材料；軸承套由鋼材 Q235 加工而成；絕緣材料與軸承套貼接穩固，軸承套除內圈表面外其它所有表面特氟龍厚度 0.3-0.4mm；

4) 絕緣端蓋為內圈絕緣，軸承的外圈兩側設置有大絕緣墊、小絕緣墊，共同保證了普通軸承與絕緣端蓋、軸承內蓋、軸承外蓋的相對絕緣；

5) 外甩油盤由外甩油盤加工與刮脂片焊接而成；外甩盤套裝於轉軸上，與轉軸過盈配合，隨轉軸一起旋轉；在外甩油盤加工零件上，焊上刮脂片，有助於軸承外蓋儲脂腔里廢油脂的排出；

6) 改造後的普通軸承端蓋裝配，對比於改造前的絕緣軸承端蓋裝配，所述軸承內蓋內側，去掉了內密封環，加大了儲脂空間、結構簡單；所述軸承外蓋的排脂通道加長加寬、排脂口加大。

四、應用前景

1、現場在運行的雙饋發電機，軸承故障和軸承高溫故障占發電機總故障率的 65%以上。早期的雙饋發電機使用絕緣軸承，絕緣層很薄，由於轉子變流器帶來的高頻電流，在轉子軸上產生軸電壓、軸電流，在軸電壓、軸電流長期的腐蝕下，絕緣軸承的絕緣層失效，導致軸承溫升高、碳刷磨損快，需要更換絕緣軸承。而絕緣軸承的價格高、供貨周期長，風機不能恢復運行，進而損失了發電量，影響業主的收益。

2、已經使用了普通軸承絕緣端蓋的雙饋風力發電機，同樣存在軸承外蓋的排脂結構設計不合理，使用的軸承潤滑脂不滿足風電惡劣的運行條件，油脂乾涸、結塊，軸承排脂不暢、廢油脂堆積，電機滿發甚至超發狀態下，軸承運行所產生的熱量無法充分散出，軸承本體潤滑不良，導致電機出現軸承溫升過高報警的現象，長期運行，軸承損壞。

3、已經使用了普通軸承結構，排脂結構也合理，僅是油脂板結、堵塞，需要清理和更換新油脂。

針對以上三種情況，採用完整的絕緣軸承改造方案和排脂結構解決方案，或僅採用軸承外蓋的排脂結構改造方案、或僅更換油脂方案，用克魯勃油脂清洗劑 BZ 68-400 清洗原軸承廢油脂，換用克魯勃 BEM41-141 潤滑脂，解決了大多數軸承的潤滑問題和高溫、更換油脂不徹底問題。降低了電機運維成本，減少了機組的停機時間，增加發電量和業主的收益，有廣泛的改造前景和推廣意義。