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。
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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。