风电机组齿轮箱润滑油泡沫的爆发缘故原由、危害及处置惩罚步伐
风电机组齿轮箱润滑油泡沫的爆发缘故原由、危害及处置惩罚步伐知识分享-KWZK问鼎国际
摘 要：润滑油在使用历程中爆发泡沫不但会爆发气阻和断流征象，，并且还会导致疲劳磨损和润滑油消耗，，因此，，要求润滑油具有优异的抗泡性能。。。。。简要剖析润滑油泡沫形成的缘故原由及危害，，并归纳了常见镌汰泡沫的物理、化学要领及其作用机理，，枚举了添加抗泡添加剂和预加热润滑油控制泡沫含量的案例。。。。。
在风电机组齿轮箱的运行历程中，，由于受到振荡搅拌等作用，，润滑油中不可阻止地会混有空气，，并随着润滑油使用历程中消泡剂的消耗，，使得齿轮箱内爆发大宗泡沫。。。。。泡沫会导致油品抗氧化性能和润滑性能下降、齿轮和轴承的擦伤及点蚀等许多严重危害，，因此，，控制齿轮箱运行中的泡沫含量，，对风电机组的运行可靠性有主要作用。。。。。
在GB/T33540.3—2017《风力发电机组专用润滑剂第3部分：变速箱齿轮油》标准中划定了针对风电机组用润滑油的泡沫特征指标。。。。。润滑油的泡沫特征是以油品天生泡沫的倾向及泡沫的稳固性来评定，，评定要领主要有GB/T12579—2002(等效接纳ISO6247—1998)《润滑油泡沫性子测定法》和ASTMD892—2018《润滑油起泡特征的标准试验要领》[1]。。。。�？？古菪院玫娜蠡推鹋萸阆蛐。。。。。�，泡沫稳固性低。。。。。
1、泡沫形成缘故原由
润滑油里泡沫过多的缘故原由按其泉源差别可分为两类：润滑油自己的缘故原由以及与装备相关的缘故原由。。。。。
1.1润滑油自己的缘故原由
润滑油与情形里的空气接触，，空气会自然地消融到油里。。。。。润滑油里可以消融几多空气，，取决于温度、压力，，尚有润滑油自己对空气的消融度。。。。。常压下，，在矿物油中空气一样平常占其体积的9%[2]。。。。。随着压力的升高，，空气在润滑油中的消融量也增添；；；；；压力下降时，，部分空气从润滑油中疏散出来，，抵达新的消融平衡。。。。。疏散出来的空气被油膜困绕形成气泡。。。。。另外，，润滑油中的空气疏散还受温度转变的影响。。。。。
新油生产后抗泡性能缺乏格，，存储历程中抗泡剂失效，，或者抗泡剂被滤芯滤掉均可能导致油品使用后泡沫过多。。。。。润滑油在使用历程中老化变质，，致使油品的外貌张力下降，，也会导致泡沫爆发。。。。。润滑油中含有种种性子差别的添加剂，，这些添加剂大都是极性化合物，，具有外貌活性作用，，促使油品爆发泡沫。。。。。
1.2与装备相关的缘故原由
齿轮箱在运行中一样平常会将部分空气卷入润滑油中，，形成气泡。。。。。常见缘故原由：1)吸油管、油泵阀件和密封等漏气导致吸入空气；；；；；2)回油管位置不当，，油流湍急爆发搅动，，卷入空气；；；；；3)齿轮箱受到污染，，如水、其他油类、液体、化学物质以及杂质等；；；；；4)管路内有空气或罐装时混入空气；；；；；5)油温低、黏度大，，泵送供油系统爆发气阻。。。。。
2、泡沫的危害
润滑油在使用中爆发泡沫并难以消逝时，，通常有以下危害：
(1)使油品体积增大。。。。。泡沫没能实时消除使得润滑油体积增大，，从油箱呼吸孔、注油管中溢出；；；；；或者油液面指示器中会显示假液面，，致使供油缺乏，，摩擦副供油缺乏，，则会造成磨损或烧结。。。。。
(2)影响动力转达。。。。。一方面增大润滑油的压缩性，，影响压力转达；；；；；另一方面爆发气阻，，致使供油缺乏，，影响动力转达。。。。。
(3)散热性子变差。。。。。油中含有的大宗空气影响到润滑油的冷却作用和对机械的散热效果。。。。。
(4)加速氧化变质。。。。。增大润滑油与空气接触面积，，加速油品的氧化变质以及油箱底部的油泥淤积。。。。。
(5)引起装备气蚀。。。。。泡沫携带大宗空气进入润滑油，，会使装备爆发气蚀。。。。。
3、镌汰润滑油中泡沫的要领
镌汰润滑油中泡沫的要领分可分为两个方面，，即物理机械抗泡和化学添加剂抗泡。。。。。整体思绪是避免气泡爆发、减小泡沫倾向性的“抑泡”和将已爆发的气泡消除掉、降低泡沫稳固性的“破泡”。。。。。
3.1物理机械抗泡法
从物理机械角度影响润滑油泡沫的缘故原由有许多，，如润滑油的液面高度、油温的转变、齿轮的结构形式、轴的转速以及齿轮箱的密封性等，，可是这些因素大多由现实工况确定，，消除泡沫较量难题。。。。。从一样平常运维角度，，控制润滑油清洁度、油温转变和液面高度可行性较高。。。。。
3.1.1改善润滑油清洁度
润滑油的清洁度测定依据ISO4406标准[3]。。。。。齿轮箱润滑油杂质泉源较多，，控制杂质进入齿轮箱可从齿轮箱和润滑油两个方面思量。。。。。
在风电机组现场针对齿轮箱方面：
1)齿轮箱入厂时，，确保出厂试验后的残油所有放掉；；；；；
2)按期对齿轮箱过滤器和滤芯举行检查，，若有杂质需洗濯清洁，，若有破碎应实时替换；；；；；
3)检查空气滤清器中干燥剂是否有用，，如失效应实时替换。。。。。
在风电机组现场针对润滑油方面：
1)抽检新油，，润滑油入厂时应视察其外观，，通常清亮、透明、无固体悬浮物，，检测指标主要包括黏度、清洁度、含水量(不大于质量分数0.03%[4])等，，如不达标需返厂处置惩罚；；；；；
2)凭证齿轮箱润滑油差别泉源，，表1中列出了润滑油清洁度的推荐值；；；；；
3)要求的润滑油清洁度品级需要在风力发电机组制造商、齿轮箱制造商以及轴承制造商之间告竣一致。。。。。一连运行时，，齿轮箱润滑油稳固的清洁度品级不得低于-/17/14[5]，，如不达标需替换新润滑油或替换滤芯。。。。。
3.1.2控制油温转变
情形和装备的运行方法是造成润滑油温度急剧转变的主要缘故原由，，而温度和黏度是两个相互影响的因素，，通常风电机组齿轮箱所用润滑油黏度较大，，当温度升高，，黏度下降到一定的规模时，，润滑油最容易爆发泡沫。。。。。过大或过小的黏度规模都会降低润滑油起泡倾向和泡沫稳固性。。。。。黏度小时，，气泡膜外貌液体很容易流失，，气泡壁变�。。。。。�，从而导致气泡破碎；；；；；黏度太大时，，不易爆发泡沫，，即便形成泡沫也难以浮到润滑油外貌上来。。。。。风电机组现场可凭证现真相形增添加热和冷却装置以控制油温，，避免润滑油温度急剧转变爆发泡沫。。。。。
表1风电机组齿轮箱用润滑油清洁度推荐品级[5]
3.1.3控制润滑油液面高度
油位过高或过低都容易将空气带入润滑油中，，为包管齿轮箱内传动系统润滑充分，，液面高度一样平常不允许低于最小轴承滚子或者相关齿轮的分度圆半径，，思量到飞溅润滑的状态，，同时包管油浴润滑的搅油量，，一样平常情形下液面也必需高于高速小齿轮的齿顶圆[6]，，应按期视察油标，，包管准确油位。。。。。
3.2化学抗泡法
化学抗泡法有添加与发泡物质爆发化学反应或消融发泡物质的化学品以及添加抗泡剂等要领，，通常在油品中加入抗泡剂效果最好且要领简朴，，因此被海内外普遍接纳。。。。。
3.2.1抗泡剂作用机理
低外貌张力的抗泡剂与定向气泡膜的局部相互作用，，致使气泡膜的力学平衡受到破损，，而导致泡沫破灭。。。。。
详细消泡的微观历程相对重大，，说法众多，，目今主流看法以为是附着在气泡膜外貌的抗泡剂粒子使液膜的外貌张力降低，，在外貌张力的作用下，，导致泡沫破碎，，其消泡历程如图1所示。。。。。别的，，凭证Young-Laplace公式中附加压力与曲率半径成反比，，小气泡内的压力大于大气泡，，因此，，小泡会通过液膜向大泡排气，，大泡变大且液膜进一步变�。。。。。�，最后破碎。。。。�？？古菁恋纳缸饔迷銮苛丝掌云菽さ纳感裕�，加速泡沫的合并，，从而抵达破泡的目的。。。。。
图1 抗泡剂消泡历程图
3.2.2抗泡剂的种类及性能
风电机组齿轮箱润滑油中的抗泡剂主要可分为3种，，即含硅型抗泡剂、非硅型抗泡剂和复合抗泡剂[7]，，其性能较量如表2所示。。。。。
表2 常见含硅型、非硅型和复合型抗泡剂性能比对表
通过表2可看出，，差别类型抗泡剂性能差别显著，，在风电机组齿轮箱用润滑油的现实使用历程中其作用特点对好比表3所示。。。。。
表3 聚硅氧烷和聚丙烯酸酯典范作用特点比照
因此，，思量到风电机组齿轮箱润滑系统多配备过滤装置，，在油品抗泡剂的选择时除切合其抗泡性能要求外，，还需注重抗泡剂颗粒在润滑油中的疏散直径，，以防被过滤后影响油品抗泡性能。。。。。
4、案例
4.1化学抗泡法
4.1.1问题形貌
甘肃地区某风电场装备远景EN77-1500kW型机组，，多台机组频仍泛起齿轮箱油位低报警故障。。。。。润滑油生产商手艺职员检查其中5台，，发明齿轮箱在用油气泡凌驾正惯例模。。。。。在用油中由于混入了过多的气泡，，致使油品渗漏影响齿轮箱清洁，，机组油位报警，，从而被迫停唬唬唬唬机。。。。。
4.1.2缘故原由剖析
对泡沫严重的2台机主取样举行油液检测，，检测效果显示齿轮箱在用润滑油的抗泡性能较差。。。。。同时检查发明，，润滑油起泡后，，齿轮箱润滑油比重小于浮子的比重，，浮子逐渐下降究竟部触动感应开关(见图2)，，一直报出油位低故障而被迫停唬唬唬唬机。。。。。
图2 泡沫异常的液位计中浮子下降究竟部
油品检测显示该润滑油抗泡剂含硅元素，，含硅型抗泡剂对极性金属质料外貌有较强的亲和力，，而齿轮箱油中的微量金属悬浮颗粒被滤芯过滤后粘附在滤芯外貌，，进而导致润滑油中含硅抗泡剂被吸附，，从润滑油中析出。。。。。
4.1.3解决计划
与润滑油生产商相同，，获得新型不易被过滤掉的抗泡剂，，凭证厂商给出的添加工艺说明，，给问题机组齿轮箱润滑油增补新的抗泡剂。。。。。
在下一个换油周期时，，对所有机组替换非硅型抗泡剂润滑油，，从而阻止类似事务爆发，，风电机组齿轮箱新油的抗泡性应切合GB/T33540.3—2017中泡沫特征的要求。。。。。
与齿轮箱供应商协调，，重新设计并替换新式油位计浮子，，大大提高了浮子的浮力。。。。。图3为STAUFF公司提供的新设计浮子在某品牌40℃运动黏度为320mm2/s的油气混淆物中的浮力曲线。。。。。
图3新型浮子试验浮力曲线图
4.2物理抗泡法
4.2.1问题形貌
内蒙古地区某风电场联合动力UP86-1500kW型机组，，配FD1660F型齿轮箱，，多台机组频仍泛起齿轮箱油位低报警故障，，现场检查齿轮箱油位计发明泡沫异常增多。。。。。
4.2.2缘故原由剖析
运维职员通过对泡沫严重机组现场情形巡视发明，，这些机组多处于风力较强、情形温度偏低的位置。。。。。受到限电、运维等缘故原由的影响，，机组需多次启停。。。。。现场在停运后未对已冷却的润滑油举行预加热而直接启动，，导致润滑油启动温度低，，油品黏度过大，，油泵未能完全送油，，带入大宗空气，，导致供油系统爆发气阻。。。。。
4.2.3解决计划
凭证温度传感器的数据，，连系差别齿轮箱润滑系统说明书中油泵和加热器启动条件的要求，，对油品举行预加热。。。。。若原齿轮箱无加热装置，，可与齿轮箱厂协调设计装置。。。。。以FD1660F型齿轮箱为例，，依据其润滑系统使用说明书划定，，加热装置启动条件如表4所示。。。。。
表4 FD1660F型齿轮箱润滑油差别油温条件下运行情形
5、竣事语
风电机组齿轮箱润滑油在泡沫较多时，，会导致油品抗氧化性能和润滑性能下降，，齿轮箱使用寿命降低，，增添风电机组的运行维护本钱。。。。。通过接纳控制润滑油清洁度，，控制加入齿轮箱前及在运行中润滑油的温度，，控制齿轮箱内油位高度等要领，，连系化学抗泡法添加适量抗泡剂，，可有用阻止和消除风电机组齿轮箱润滑油爆发泡沫，，对确保风电机组清静稳固运行具有十分主要的意义。。。。。
