風力發電機組軸承自動換脂系統應用案例

來自 搜狐網 的圖片

風力發電機組軸承自動換脂系統應用案例據全球能源互聯網發展合作組織數據顯示，「十四五」期間我國規劃風電投產約2.9億千瓦，2025年規劃風電總裝機達5.36億千瓦，年均增加超過5000萬千瓦。

目錄

一、背景

1.技術應用所屬行業特點、機遇與挑戰

據全球能源互聯網發展合作組織數據顯示，「十四五」期間我國規劃風電投產約2.9億千瓦，2025年規劃風電總裝機達5.36億千瓦，年均增加超過5000萬千瓦。中國風電行業發展迅猛，裝機容量從世界第十上升為世界第一的風電大國，也建立了規模最大的風電產業。面對龐大規模的裝機數量，併網後的機組維護與檢修成為運營商和廠商最為關注的問題，也是影響風電機組發電量的主要因素。如何持續降低風電成本，優化設計方案，提高現有技術水平，提升風電產能，成為國家關注的焦點和研討的話題。

2.技術應用所解決的行業難點、熱點問題，必要性及重要意義

近年來，我國風電發展速度居所有新能源技術首位，給中國風電裝備製造業帶來難得的市場發展機遇。但與之相反的是，目前我國風電產業主要依靠引進國外技術，成本高且適應中國電網的能力差，特別是風機及零部件關鍵技術已成為制約我國風電產業發展的瓶頸。

根據風能發展較早國家和地區的經驗，在3-5年的運行後，風電機組開始進入一個故障多發期，機械系統的關鍵部件開始集中出現不同程度的問題，如何降低風電機組的維護成本成為行業急需解決的熱點問題。開發免維護的風機智能潤滑系統，將有效解決風機軸承因潤滑不可監控造成大量零部件磨損的行業難題，保證風機軸承始終處於良好的潤滑狀態，大幅度降低風場人工成本和運維成本。

二、應用案例

1.項目概述

公司技術團隊在內蒙古張北地區調研發現了一個當時被認為是「正常」的普遍現象：所有風機的軸承都存在或多或少的漏油問題。相對於軸承乃至整個風機來說，潤滑設備是非常小的部件，卻可能發生關鍵性故障。漏油說明軸承內腔有壓力，或是不暢通，這種情況往往是潤滑油在運行過程中磨耗了金屬部件帶下雜質，或自身結板，在潤滑系統中會造成堵塞，積累下來將加重軸承磨損、加速損壞，造成巨大的經濟損失。

針對這一現象，公司立刻成立項目組，專項攻關這一「習以為常」的行業難題，成功研製出「廢油回收系統」。該系統通過主動收集廢舊油脂，極大地降低了風機軸承漏油現象的發生，確保風機軸承能油脂壓力適中。之後經吳澄院士及其團隊進行提議、指導，聯合解放軍信息工程大學、清華大學（自動化系）、清華大學天津高端裝備研究院等國內高端院校針對涉及行業難題進行有針對性的科技攻關，藉助華北水利水電大學的優質科研資源，最終實現了系統由定時、定量的固化注油方式，升級為由互聯網實時監控的可調式自動換脂系統，成功研發風力發電機組軸承自動換脂系統。

基於該技術的系統潤滑產品，解決風力發電機組軸承潤滑出現的潤滑脂污染、潤滑脂變質硬化、軸承內腔壓力不均、高溫改變潤滑脂性能等現象的發生，保證風電軸承始終處於良好的潤滑工況；實時監測機組軸承運行壓力狀況，提前發現處理機組異常隱患，有效規避機組運行事故；降低了50%的設備故障率，延長部件60%的使用壽命，減少95%的人工潤滑時間，同時降低了70%的潤滑油脂費用。

如今，該項目產品已實現市場化應用，成為遠景能源、明陽智慧等國內知名風電主機廠商的配套產品。從美國拉斯維加斯到德國漢堡，從南非約翰內斯堡到菲律賓馬尼拉，從國內各大風電企業到法國EDF集團，這項技術都得到了用戶的認可。

2.主要效益

該技術最早應用於內蒙中廣核風電有限公司，客戶使用系統之前，試驗風力發電機的變槳軸承油封已有較嚴重溢油情況，需要不定期維護清理。在使用了該系統穩定運行近9個月後，自動換脂系統從軸承中吸出的廢油脂量近似等於注入軸承的新油脂量，新更換的油封不再溢油，有效的避免環境污染，延長軸承使用壽命。經客戶驗證，該系統極大的延長了風機潤滑系統維護的周期間隔，確保在各種不同的氣候條件下都能保護設備,具有良好的應用價值。目前該技術成果產品成功實現市場化批量應用，成為明陽智慧、遠景能源等國內知名風電主機廠商的標配產品，2020年產品銷售額突破1億元，預計2021年銷售收入不低於2億元。

三、技術要點

該項目累積申請專利53項（其中14項為發明專利），目前已授權專利34項，其中實用新型專利30項，外觀設計專利4項，項目技術經中國高科技產業化研究會評定技術水平處於國際先進水平（中高科評字【2020】第19號），經濟、社會效益顯著，應用前景廣闊。

該項目的技術創新點在於：

1.電控系統通過傳感器檢測軸承內壓力，控制系統抽吸油脂，確保軸承內油脂量適合以維持軸承正常運行；

2．在軸承結構上設置呼吸口，實現軸承將多餘廢油脂抽出，並確保抽吸適量廢油脂；

3.廢油回收系統的結構合理，回收效果良好、清除便捷高效。

該系統有效解決風電行業內軸承廢舊油脂無法自然排除這一技術難題，為軸承潤滑提供暢通油道，從而確保軸承內保持適量的新鮮油脂，實現軸承內部油脂動態平衡。極大地降低了軸承因為廢脂無法排除導致軸封密封性能失效、軸承潤滑不良、廢舊油脂到處溢出污染環境等現象發生的可能。

四、應用前景

目前，該項目技術水平處於國際先進水平，實現了風機零部件關鍵技術的重要突破，為本地發展風電行業打下堅實的技術基礎。本項目技術成果的推廣和應用，有助於我國集中潤滑產品的技術升級，提升我國在風電潤滑技術方面的科技創新和提高產品技術含量，提高產品競爭力，不僅可以改變國外企業對我國風電潤滑技術長久的技術封鎖和市場壟斷，又能替代進口，為行業創新做出模範性貢獻。

本項目的產業化推廣應用，可帶動本地區的風力發電技術，實現我市風電行業的跨越式發展，帶動上下游產業產值發展，促進本地區的經濟發展，社會效益顯著，可持續發展潛力較大。

同時本項目技術也可應用於工程機械、工業機器人、大型設備、港口和冶金設備等領域，具有巨大的產品市場。