提升風(fēng)電產(chǎn)量 正確使用潤(rùn)滑油是關(guān)鍵

　　風(fēng)能是世界上最豐富的可再生能源之一。風(fēng)機(jī)的葉片在風(fēng)能的推動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，源源不斷地輸出電能。這種可再生的能源利用模式過(guò)去幾年在全球都得到了迅猛地發(fā)展。

　　事實(shí)上，中國(guó)在風(fēng)能利用方面潛力巨大。根據(jù)中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì)的預(yù)測(cè)，中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量到2020年將達(dá)到2億3000萬(wàn)千瓦。不久的將來(lái)，中國(guó)有望成為全球最大的風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)國(guó)。

　　中國(guó)的風(fēng)電廠在不斷提高電力產(chǎn)量的同時(shí)，也確保原有的和新裝的風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，而潤(rùn)滑油在其中扮演著重要的角色。風(fēng)電設(shè)備對(duì)于潤(rùn)滑油品要求十分嚴(yán)苛，而潤(rùn)滑油參數(shù)指標(biāo)十分復(fù)雜，要從市場(chǎng)上眾多的產(chǎn)品中選擇一款可以兼顧生產(chǎn)效率和設(shè)備保護(hù)的、性能均衡的潤(rùn)滑油產(chǎn)品對(duì)于負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)的人員來(lái)說(shuō)是極大的挑戰(zhàn)。

　　美孚工業(yè)潤(rùn)滑油的工程師們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中累積了豐富的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)和潤(rùn)滑油的產(chǎn)品屬性，他們總結(jié)出了極具操作性的指導(dǎo)意見(jiàn)。風(fēng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)人員們參考這些指導(dǎo)意見(jiàn)后在挑選潤(rùn)滑油時(shí)將更加有針對(duì)性，也能更容易做出正確的選擇。

　　一、潤(rùn)滑部位

　　風(fēng)機(jī)有幾個(gè)主要的潤(rùn)滑部位，包括主變速箱（main gearbox）、變槳和偏航變速箱（ancillarypitch and yaw gearboxes），制動(dòng)液壓控制和變漿控制hydraulic controls for braking and pitchcontrol），變槳（pitch）、偏航和主軸承（yawand main bearings）以及發(fā)電機(jī)軸承（generatorbearings）等，在這些潤(rùn)滑部位當(dāng)中，最最關(guān)鍵的要屬主變速箱。

　　帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的主變速箱可以說(shuō)是齒輪傳動(dòng)型風(fēng)機(jī)的心臟。由于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作至關(guān)重要，主變速箱的設(shè)計(jì)和制造通常都非常先進(jìn)，也因此往往造價(jià)不菲；而一旦發(fā)生故障，更換主變速箱要付出更高昂的代價(jià)。

　　舉例來(lái)說(shuō)，如果要為一個(gè)功率為1.5兆瓦渦輪機(jī)更換主變速箱，把購(gòu)買(mǎi)新變速箱的費(fèi)用、起重設(shè)備租用、停工造成的收入損失以及人工費(fèi)等各項(xiàng)成本都合算進(jìn)去，總花費(fèi)將超過(guò)25萬(wàn)美元。

　　一般來(lái)說(shuō)，變速箱原廠灌裝的都是設(shè)計(jì)使用壽命為三年左右的合成潤(rùn)滑油。但現(xiàn)在大多數(shù)變速箱的標(biāo)準(zhǔn)保修期只有一年。這意味著當(dāng)變速箱的保修期結(jié)束后風(fēng)機(jī)維護(hù)人員將擔(dān)負(fù)起選擇替換潤(rùn)滑油（通常稱(chēng)為二次注油或服務(wù)注油）的責(zé)任?？紤]到風(fēng)機(jī)變速箱維護(hù)中可能遇到的困難以及費(fèi)用問(wèn)題，美孚建議設(shè)備維護(hù)人員采用性能均衡的變速箱潤(rùn)滑油，這種潤(rùn)滑油可以在長(zhǎng)時(shí)間為變速箱提供很好保護(hù)的同時(shí)保證變速箱擁有極佳的生產(chǎn)效率。

　　二、潤(rùn)滑油的性能指標(biāo)

　　● 微點(diǎn)蝕保護(hù)

　　為最大限度的減少塔身上部（up-tower）重量，變速箱一般采用緊湊型設(shè)計(jì)，其中包括齒輪的表面硬化設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)表面硬化處理（滲碳、氮化、感應(yīng)和火焰淬火）的齒輪在復(fù)雜的氣候條件和運(yùn)行負(fù)荷下極易受到微點(diǎn)蝕（Micropitting）的影響。因此選用的齒輪潤(rùn)滑油必須擁有防止此類(lèi)磨損的功能。

　　微點(diǎn)蝕是一種表面磨損現(xiàn)象，主要發(fā)生在齒輪和滾動(dòng)軸承上。運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始后幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，微點(diǎn)蝕作用就能引起表面開(kāi)裂。這些細(xì)微的裂痕以與表面成淺斜角（通常小于30度）的狀態(tài)不斷擴(kuò)大，繼而形成直徑在10微米以下的微點(diǎn)。在這些微點(diǎn)的共同作用下，表面的裂痕又會(huì)被繼續(xù)擴(kuò)大。一個(gè)微點(diǎn)大小在5微米到20微米之

　　間，深度最高達(dá)10微米，這樣大小是什么概念呢？做個(gè)比較，人類(lèi)一根頭發(fā)大概40微米粗，所以人們無(wú)法用肉眼看到它們。不過(guò)這些微點(diǎn)雖然看起來(lái)很小，但它們能降低輪齒的吻合度，嚴(yán)重的可導(dǎo)致齒輪斷裂故障。

　　為了盡量避免意外停機(jī)和更換齒輪造成的損失，維護(hù)人員可以使用專(zhuān)門(mén)用來(lái)防止微點(diǎn)蝕的潤(rùn)滑油。齒輪潤(rùn)滑油對(duì)微點(diǎn)蝕的保護(hù)功效的高低是一般通過(guò)FVA 54微點(diǎn)蝕測(cè)試（FVA 54 Micropitting Test）來(lái)測(cè)量的。

　　該測(cè)試包括兩部分，分別是六次遞增負(fù)荷，每次運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)；以及80小時(shí)的高負(fù)荷耐久實(shí)驗(yàn)。這兩個(gè)測(cè)試都在每分鐘1500轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，并且使用專(zhuān)門(mén)用于微點(diǎn)蝕測(cè)試的C型齒輪（C-faced gears）。

　　根據(jù)齒形的吻合程度、微點(diǎn)蝕區(qū)域所占的比例以及重量損耗情況，潤(rùn)滑油被分為不同的等級(jí)，用數(shù)字和高/中/低耐久性來(lái)表示。各大齒輪生產(chǎn)商都會(huì)建議維護(hù)人員使用至少是“=10 高” （= 10 high） 等級(jí)的潤(rùn)滑油。

　　需要注意的是，二次注油無(wú)法修復(fù)之前已經(jīng)發(fā)生微點(diǎn)蝕的齒輪。但一旦更換齒輪后，注入的潤(rùn)滑油可以幫助提高生產(chǎn)效率并延長(zhǎng)新齒輪使用壽命。

　　● 抗磨損和軸承保護(hù)

　　磨損主要由滑行齒面間的材料移動(dòng)造成。當(dāng)齒輪油的油膜厚度不夠時(shí)就會(huì)造成齒輪間金屬部件的接觸。如果磨損一直持續(xù)下去，就不得不過(guò)早地更換齒輪。

　　FZG磨損測(cè)試（DIN 51354-2 mod）利用標(biāo)準(zhǔn)的齒輪機(jī)組在不同的溫度和速度下測(cè)試抗擦傷和抗磨損性能。潤(rùn)滑油的等級(jí)根據(jù)其失效級(jí)數(shù)（FLS）而定。美孚建議維護(hù)人員應(yīng)該使用失效級(jí)數(shù)（FLS）大于14的潤(rùn)滑油。

　　由于潤(rùn)滑油質(zhì)量差而損壞軸承也是導(dǎo)致變速箱停機(jī)最為常見(jiàn)的原因之一。風(fēng)機(jī)齒輪油的FAG FE8四級(jí)測(cè)試可在不同的負(fù)荷、速度和溫度條件下對(duì)軸承上潤(rùn)滑油的性能進(jìn)行測(cè)試。該測(cè)試的四級(jí)分別是磨損測(cè)試、混合摩擦、使用期限測(cè)試和油泥測(cè)試。潤(rùn)滑油的等級(jí)由這四級(jí)測(cè)試的總體結(jié)果從1到5不等。1級(jí)表示該潤(rùn)滑油可為軸承提供極佳的保護(hù)。