風機齒輪箱換油方式的演變

   時間:2014-03-11 23:13:52
風機齒輪箱換油方式的演變簡介
     看起來只是在幾年前,大部分風電行業從業人員對什麼時候或如何更換齒輪箱潤滑油還沒有計劃。 「我還記得2007年的時候,把車開進一個風場……
風機齒輪箱換油方式的演變正文
  

看起來只是在幾年前,大部分風電行業從業人員對什麼時候或如何更換齒輪箱潤滑油還沒有計劃。

「我還記得2007年的時候,把車開進一個風場的庫房,然後問道:「上面有油嗎?」Gary,油威公司的CEO說道。

在這次即興風電場停車之前的十幾年裡,油威公司一直在為其他一些行業製造移動換油設備。他對這樣的系統是否能應用於風電行業很好奇。風場管理者回答說,每颱風機都有80加侖的合成油,而且他的團隊並不了解他們何時將被要求換油,當油威公司意識到這個風場並沒有用於為風機換油的工具或工作流程時,他感到很震驚。

「我想到時候我們將不得不用一長列油桶來換油。」風電場管理者說。

Gary和他團隊立刻開始與不同的風電公司合作,來開發一種有效的工具,來使這項重要工作自動化,並研發出油威公司風機齒輪箱換油系統。

齒輪箱是否應該換油的決定一是取決於服務時間,比如每兩年或每三年;二是取決於齒輪箱的油樣分析。這個行業在過去幾年裡,為換油步驟和頻率有過評價和辯論,話題包括從使用工廠加註的合成油儘可能多的年數,到一些人決定不管油樣如何,在調試一周年或兩周年就會換油。在過去的四到五年時間裡,與齒輪箱換油相關的工藝流程和技術都有了很大變化。

「對風塔中潤滑油的鑒定,創下了有史以來的新高。」SiouxFalls,SDDekotaFluidPower公司RandyAnderson說道,「理解油的種類,油的特性,正確的取樣,以及維目標清潔度都是決定油品壽命的因素。對任何齒輪箱或液壓系統,油都是關鍵。如果到應用,3C(清潔度、冷卻和包容)結果會非常好。

兩步換油方式

要進行齒輪箱換油和沖洗設備投資,正如任何商業決定,必須考慮經濟利益。對安裝齒輪箱換油系統的拖車或卡車的投資,有一個簡單、純粹的數字分析。這個估計將齒輪箱換油系統與人工油桶換油相比較。傳統辦法更換80加侖的齒輪箱油4名工人12個小時完成,而使用機械換油需要2名工人2個小時。

「我們的第一套系統有兩個油罐,進行兩步操作,一步真空吸取廢油,二步將新油泵送上風塔,」油威公司產品研發部副經理PhilSeidenberger說道。「客戶想知道一天可完成多少颱風機換油。完成得越多,就越容易證明購買設備的合理性。」

當人們關注齒輪箱壽命周期時,此行業出現了另一個重大的變化,顯而易見,齒輪箱潤滑油的清潔度和換油頻率會造成齒輪箱故障頻率和使用壽命的重大區別。

四步換油方式

此行業開始意識到基本的兩步換油工作流程並不能一定保證油的清潔。並且,使用油桶上下風塔會給新齒輪箱油的污染帶來很大空間。當人們明白不僅僅需要基本的換油,齒輪箱還需要衝洗,使用齒輪箱換油系統就很有必要了。Garg說:「人工使用油桶進行換油,並對齒輪箱進行有效的沖洗,在操作上並不可行。」Amsoil的KevinDinwiddie幫助開發了兩階段的兩步沖洗步驟——排出廢物和加註新油,以及四步沖洗步驟(排廢油、沖洗、清洗和加註新油)。

「過去,風機公司依靠正常油樣分析中鐵的水平作為判斷是否應該換油。看起來僅僅排出廢油和加註新油就足夠了。我們知道正常的ICP油樣分析只能看出五微米及更小的顆粒物,而AnalyticalFerrograhy可以探測出所有規格的含鐵顆粒物,在這種情況下是一種更好的評價。

最近,在八颱風電機上進行了現場檢測比較研究,結果表明兩步換油方法(僅僅排出廢油和加註新油)會在齒輪箱內留下50%的顆粒物。此項研究比較了兩種齒輪箱換油流程,兩步換油流程和四步換油流程,正常的ICP鐵分析,和AnalyticalFerrograh鐵譜分析。四步換油流程留下了+0.1%的磨損顆粒,而兩步換油流程留下了50%的顆粒。

當人們意識到沖洗齒輪箱的好處時,本來一座風機一次換油變成了兩次或三次換油。在四步工作流程中,人們真空吸取廢油、沖洗油、清洗油、最後加註新油,要進行多次換油。

自2007年起,客戶從僅僅需要兩個油罐的系統,到開始需要帶沖洗功能的三個或四個油罐的系統。他們不僅僅關心能一天更換多少台,他們還想知道如果在多步驟的工作流程中使油儘可能清潔。客戶不關心是否一天只能完成一颱風機,只要他們最終在風機齒輪箱內換上清潔的油,業界從數量轉向了質量。」Seidenburger說,「投資回報分析已經從「一天能為多少颱風機換油」變為「在換油過程中使齒輪和潤滑油保持的清潔度價值是什麼?」

油品的清潔度

油威公司換油系統安裝了一台C.C.Jensen54/27精密過濾系統,可將新齒輪箱潤滑油過濾到ISO16/14/11等級。一些情況下很有必要過濾新的齒輪箱潤滑油,因為新的齒輪箱潤滑油從油桶或油袋中倒出來時,其清潔程度有可能達不到風場的要求。

「新油不總是清潔的,當進行換油時,必須考慮到這一點。如有可能,推薦每次轉運時都將油過濾一次,並提供良好的儲存及密閉度,」SiouxFalls,SDDekotaFluidPower公司的銷售經理RandyAnderson說道,「油品的處理是改善清潔度和消除事故的關鍵。油威公司是為提供輕鬆便捷的換油及可滿足油品過濾要求設備的領先者。油威公司已經提供了一個空氣系統用於簡單、便捷地加註新油和排出廢油,同時也包括沖洗和清洗來提高現場完整換油操作的最終結果。「打造可靠性從有效的污染控制開始,」C.C.Jensen過濾系統的銷售經理JustinStover說,「齒輪箱內清潔潤滑油的重要性在過去的幾十年裡已經被充分證明了。風機齒輪箱內的污染必須在其全部使用壽命期間嚴格控制。污染物被定義為潤滑油內任何改變潤滑油性能的外來物質。90%以上的齒輪箱損害都是顆粒物污染和水分污染的直接結果。在服務和維護期間,灰塵和水分會不可避免地進入齒輪箱。這些「破壞小球」會產生磨損顆粒——事實上是微小的火花塞——,它們會導致更多的磨損和潤滑劑故障。不要讓潤滑油含有可視的或可感覺到的顆粒,這一點很重要,然而更經常發生的是那些不可視的顆粒物導致了大多數的損害。這就是為什麼選擇和安裝帶有精細微米等級和除水能力的過濾器。我們購買的是潤滑油,我們必須進行潤滑油污染控制來確保最佳使用壽命和可靠性。我們不能期待會有更大的可靠性。必須是正確的潤滑油,在正確的地方、正確的數量、在正確的時間,保持其清潔和乾燥。油威公司的設計允許ISO320等級的齒輪箱潤滑油以每分鐘15至20加侖的速度從油桶或油袋中真空吸取,而並不需要使用液壓泵或油罐排氣。操作人員在新油油罐內建立真空,連接油桶吸管,很快地吸取油液。這個步驟非常節省時間,而大多數人並沒有將其計算在內。客戶不必使用泵將油從油桶或油袋中傳輸到齒輪箱換油系統內。」

潤滑油進入油威換油系統后,客戶可以使用一個精密過濾系統過濾新油,同時油流過管殼式熱交換器為油加熱,使油更容易傳輸。

1000PSI改良性隔膜泵的使用,不會在經過過濾的清潔的新油中留下齒輪泵磨損金屬屑。這套系統還配有沖洗棒,塔上技術人員可將沖洗棒插入檢查口,沖洗掉齒輪箱內的每個齒輪和內壁上的污染物。

當然,短期內關於齒輪箱內的維護已經發生了很多變化,從「油桶列隊」的想法到使用齒輪箱換油車來進行四步的換油流程。無論下一個會是什麼,毋庸置疑,人們會對延長齒輪箱的壽命投入更多的思考和關注。

備註:特固蘭攜風機齒輪箱換油系統等亮相第五屆北京國際風電展

2012年11月15日至17日,全球範圍內最具影響力的風能展會之一第五屆北京國際風能大會在北京新國際會展中心舉行。2012年展會面積達到50000平方米,大會參展商陣容強大,20多個國家和地區的企業前來參展,參展企業400餘家,其中整機參展商20餘家,基本囊括了中國風電市場上的主流整機企業,葉片、齒輪箱、發電機、軸承等主要零部件的國際一流企業也出現在此次展商名單之中。

在展會上亮相的油威風機齒輪箱機械換油系統吸引了眾多參觀者及參展者的目光,大方異彩。該系統由特固蘭公司從美國引進,作為在美國市場佔有率最高的風機齒輪箱機械換油系統,近幾年累計更換風機齒輪箱油上萬次。廣大的風場業主已經摒棄了傳統的人工換油方式,而採用了機械換油方式,油威公司倡導的」四步換油方式」已被廣大的風電業主所接納,成為標準的換油方式,已被美國、加拿大、英國、西班牙、葡萄牙、巴西以及澳大利亞等國家的眾多風電場業主、運維公司、風機製造商所採用,用戶包括GE、Vestas、Gamesa、Suzlon、Siemens、Mitsubishi等等。

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