（1国华能源投资有限公司，北京，邮编：100007）
（2加州大学欧文分校）
摘要：通过开展双馈型风电机组润滑油监测工作，为风电机组视情维修提供技术支持，确保设备长治久安。
关键词：润滑油油液监测应用更换齿轮箱
润滑油对双馈型风电机组齿轮箱的作用，不亚于人体的血液之于心脏，是保证齿轮箱安全稳定运行的关键因素。双馈型风电机组中使用的润滑油的状态直接决定润滑效果，所以需要对在用润滑油进行监测，即实施油液监测。油液监测不仅能评估在用润滑油的状态，而且能评估机械部件的磨损状态，是视情维修的重要技术基础。
1.风电场的现状分析
随着运行年限的增加，出质保期风电机组数量不断增加，齿轮箱故障率也在不断增多，齿轮箱经常出现的故障有齿轮箱漏油，齿轮箱齿面点蚀，齿轮断齿，润滑油起泡，油管渗漏等，造成故障的原因有齿轮箱设计存在缺陷，油管长时间在高压下并且受到油的腐蚀造成渗漏，密封圈、密封垫收缩损伤；齿轮啮合不良，冲击负荷造成断齿；润滑油污染、起泡造成点蚀；润滑油缺少抗泡油，空气进入油中，油中含有水分造成起泡等。现场处理故障时，措施很简单，就是更换润滑油，没有进一步分析具体故障原因。
如何避免故障，防范事故，及时掌握齿轮箱运行状态，是风电场面临的一个难题，虽然通过齿轮箱油品监测能有效解决此类问题，但是风电场面临的另一个难题是风电场相关标准缺失，润滑系统设计缺陷难发现、油品检测周期长，检测费用昂贵，润滑磨损故障分析处理无技术依托等问题。
2.开展润滑油监测工作的意义
针对风电场存在的现状，某公司编制了风电机组润滑油监测技术监督规程，规范了开展风电机组润滑油液监测工作内容，对润滑系统油质状况、油中磨损金属颗粒和污染杂质颗粒等项目的监测进行分析，及时了解掌握设备的润滑和磨损状态信息，诊断设备磨损故障的类型、部位和原因，从而预防设备重大事故的发生，对降低设备维护费用，提高风电设备可靠性、保证设备安全运行，保证风电设备的安全、稳定、高效运行具有重要意义。
3.润滑油监测理化指标对风电机组的影响分析
润滑油监测理化指标主要包括外观、运动粘度、水分、酸值、倾点、污染度、红外光谱分析、发射光谱元素分析。
新油含水应小于0.03，水分过多使油品氧化变质，严重影响设备的润滑，温度高时水汽化，破坏油膜；粘度是指油品在40℃和100℃所测得的粘度值，粘度指数越大，其粘度随温度而变化的程度越小，反之越大，风电场采用320的高粘度润滑油能保证油品在高低温下都有较好的油膜；总酸值是油品使用过程中氧化变质的重要判别指标，反映基础油的精致程度和含有酸性添加油量的多少，总酸值曲线出现突变，表明油品氧化增强，测量值大于新油值的一倍时，表明油品已经失效；倾点是润滑油在规定的试验条件下冷却时能够流动的最低温度；PQ指数可以测定油样中大尺寸的铁磁性磨损金属的浓度，数值越大说明油品中磨损金属颗粒浓度越高，磨损情况越严重；光谱分析可检测新油是否受污染以及油中金属成分的盐类或碱类等有机添加油的存在和数量，金属成分对应着不同部位的状况，主要是铁（Fe）、铜（Cu）、铅（Pb）、锡（Sn）、铬（Cr）、硅（Si）、钼（Mo）、镍（Ni）、硼（B）、钡（Be）、镁（Mg）、钙（Ga）、锌（Zn）等金属成分，来源于各类摩擦副和添加剂。
4.润滑油液监测工作在风电场的应用
某公司所属风电场以双馈型风电机组润滑油监测技术监督为技术依据，规范了工作流程，从润滑油的采样、储存、回收和处置，新到油品，在用油品，出质保期的油品的管理入手，开展齿轮箱润滑系统的各项工作。
4.1建立油液监测机制
设立专人负责制，定期取样检测，确定取样时间和送检单位，做好油液分析工作，努力实现按质换油而不力求按期换油，规避了只检测不治理现象；对循环系统在设备回油管道之前取样，保证油品的取样真实反映润滑油状态，找出油品、设备使用和维修上的原因；确保设备良好润滑，减少元件异常磨损，延长设备使用寿命。
4.2明确换油周期
建立设备换油档案，换油周期的确定以风电机组运行工况，油液监测分析为依据；不是只站在润滑油角度考虑换油周期，还考虑设备运行环境及运行工况条件，综合分析齿轮磨合情况、齿轮的载荷、齿轮油的种类和质量，根据腐蚀、锈蚀、沉淀、油泥、粘度变化和污染程度等情况，决定是否更换新油。
4.3制定完善的换油、补油管理流程
制定详细的操作方案，规范检修维护人员操作行为，从油品的入库、油品的发放到齿轮箱的补油、加油全过程进行管理，严格控制油品污染。
4.4某风电场建立了润滑油检测中心，不到两年的时间监测润滑油4500多台次，针对本场内运行7年多的风机，增加了检测频率，判断润滑油和设备所处的状态，对润滑油衰变、污染和部件异常磨损等方面的异常征兆进行早期预报，不断积累经验，对检测数据超标的油液进行及时更换，延长了齿轮箱润滑油的使用寿命，避免盲目换油，工作更有针对性。
该检测中心不仅服务于本风电场，也免费服务于公司所属其他风电场，工作中，发现另一风电场送检油样PQ指数中铁含量严重超标，要求其增加同风电场送检油样，均存在同样问题，说明齿轮箱钢铁类摩擦副存在问题，判断齿轮箱设计出现问题，全场更换了齿轮箱，避免了事故扩大，创造了可观的经济效益。
5.开展润滑油液监测工作的前景展望
润滑油液监测工作可以与风机振动监测结合起来，借助内窥镜，全面开展相关工作，未来发展趋势是风电机组齿轮箱安装在线油液监测装置，实现粘度、水分、油品杂质、污染度、磨损信息的综合分析，实现实时监测，从而取代人工取样带来的误差。
对在用润滑油样品的检测分析，让设备管理者可以适时进行设备维护和修理，以避免设备的意外失效，延长润滑油和部件的使用寿命。
在带来发电量良性增长的同时，也解决了由于技术外委带来的油品检测周期长，检测费用昂贵等问题，促使员工掌握风电机组核心技术，变被动为主动，由原来对设备状态缺少准确判断转为通过掌握核心技术，进行动态检测、预测，对故障作出准确判断，找出正确的解决方案，进而延长设备的使用寿命，查找设备隐患，防患于未然，保证设备运行状况良好。
6.结束语
通过双馈型风电机组润滑油液监测技术监督的应用，根据风电场不同机型、不同厂家、不同润滑方式的需求，制定了润滑油监测标准，规范了工作流程，有效提高了检测效率，对故障做到提前预判，实现了设备该修则修，能缓则缓，该换必换的管理原则；初步实现了设备状态检测，按需运维，未来真正实现视情维护的目标，避免重复性故障产生，保证设备长治久安，达到降本增效目的。