風電機組齒輪箱健康管理探究

　　隨著風電機組運行時間的延長，由于風電場環境惡劣，齒輪箱的故障越來越頻繁出現，諸如漏油，齒面點蝕、剝落、斷齒、異常磨損，軸承跑圈、滾道點蝕、剝落等現象。
　　導致出現上述缺陷因素很多，包括制造因素：齒輪箱結構設計、載荷計算、軸承選型、材料選擇、制造加工、出廠前的試車及清潔等；運行因素：控制策略、監控措施、維護方法；環境因素：氣候、變化無常的風況；控制因素：任何一個環節控制不到位，均會導致隱患，從微小缺陷擴展成大缺陷，從而引起機械部分不可逆的損壞。
　　因此，風電機組齒輪箱從出廠到淘汰報廢，我們要以全壽命周期管理理念，通過精心維護、科學管理來降低齒輪箱損壞率及下架率、縮短恢復時間，實現齒輪箱長壽命健康運行，提高機組利用率。
　　現狀調查
　　中國可再生能源學會風能專業委員會的資料顯示，國內裝機數量截至到2015年9月已超過8萬臺，雙饋型機組按照市場總容量估算約占5萬－6萬臺。這個數量也就是齒輪箱運行臺數，其中近4萬臺左右已在2012年前投入運行。
　　經粗略估算，從2011年開始，齒輪箱年度下架率在逐年上升，如圖1所示。 　　圖1所示的比例計算是基于所有在運行的齒輪箱臺數。若只按運行超過3年的齒輪箱數量為基數計算的話，下架率數值超出圖1中數值1倍以上，而且之后有急劇增加的趨勢。
　　損壞原因概略分析
　　齒輪箱損壞下架的原因很多，通過調查及數據統計，缺陷主要表現為：齒輪斷齒，齒面點蝕、磨損、剝落，內齒圈斷裂，行星輪損壞卡死，軸承磨損、內外圈跑圈等。
　　引起這些缺陷的直接原因主要是因為齒部接觸不良，出現偏載，局部應力過大、引起微裂紋并逐步擴展，致使齒面燒傷、點蝕、剝落，導致齒的局部斷裂。而引起這些現象的間接原因與設計制造、材料及熱處理、運行維護、控制策略、環境等因素都可能有關。每一臺齒輪箱下架具體情況會不同，但一般來說，制造初始缺陷是潛在誘因，在使用過程中若載荷復雜、維護不當、不及時跟蹤處理會加速缺陷擴展。