風(fēng)力發(fā)電中齒輪油過濾的重要性
2020-3-22 22:41:37??????點(diǎn)擊：
風(fēng)力發(fā)電中齒輪油過濾的重要性
一、風(fēng)力發(fā)電歷史及原理：
十八世紀(jì)初，橫掃英法兩國(guó)的一次狂暴大風(fēng)，吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風(fēng)在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬馬力(即750萬千瓦;一馬力等于0.75千瓦)的功率!有人估計(jì)過，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國(guó)內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來發(fā)電，開發(fā)新能源。
利用風(fēng)力發(fā)電的嘗試，早在本世紀(jì)初就已經(jīng)開始了。三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國(guó)應(yīng)用航空工業(yè)的旋翼技術(shù)，成功地研制了一些小型風(fēng)力發(fā)電裝置。這種小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，廣泛在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，它所獲得的電力成本比小型內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電成本低得多。不過，當(dāng)時(shí)的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。
目前，據(jù)了解，國(guó)外已生產(chǎn)出15，40，45，100，225千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)了。1978年1月，美國(guó)在新墨西哥州的克萊頓鎮(zhèn)建成的200千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片直徑為38米，發(fā)電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達(dá)2000千瓦，風(fēng)車高57米，所發(fā)電量的75%送入電網(wǎng)，其余供給附近的一所學(xué)校用。
1979年上半年，美國(guó)在北卡羅來納州的藍(lán)嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風(fēng)車。這個(gè)風(fēng)車有十層樓高，風(fēng)車鋼葉片的直徑60米;葉片安裝在一個(gè)塔型建筑物上，因此風(fēng)車可自由轉(zhuǎn)動(dòng)并從任何一個(gè)方向獲得電力;風(fēng)力時(shí)速在38公里以上時(shí)，發(fā)電能力也可達(dá)2000千瓦。由于這個(gè)丘陵地區(qū)的平均風(fēng)力時(shí)速只有29公里，因此風(fēng)車不能全部運(yùn)動(dòng)。據(jù)估計(jì)，即使全年只有一半時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，它就能夠滿足北卡羅來納州七個(gè)縣1%到2%的用電需要。
怎樣利用風(fēng)力來發(fā)電呢?
我們把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電所需要的裝置，稱作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分。(大型風(fēng)力發(fā)電站基本上沒有尾舵，一般只有小型(包括家用型)才會(huì)擁有尾舵)
風(fēng)輪是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件，它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉輪組成。當(dāng)風(fēng)吹向漿葉時(shí)，槳葉上產(chǎn)生氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。槳葉的材料要求強(qiáng)度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料(如碳纖維)來制造。(現(xiàn)在還有一些垂直風(fēng)輪，s型旋轉(zhuǎn)葉片等，其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片相同)
由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低，而且風(fēng)力的大小和方向經(jīng)常變化著，這又使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定;所以，在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)之前，還必須附加一個(gè)把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的齒輪變速箱，再加一個(gè)調(diào)速機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，然后再聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上。為保持風(fēng)輪始終對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向以獲得最大的功率，還需在風(fēng)輪的后面裝一個(gè)類似風(fēng)向標(biāo)的尾舵。
鐵塔是支承風(fēng)輪、尾舵和發(fā)電機(jī)的構(gòu)架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風(fēng)力，又要有足夠的強(qiáng)度。鐵塔高度視地面障礙物對(duì)風(fēng)速影響的情況，以及風(fēng)輪的直徑大小而定，一般在6-20米范圍內(nèi)。
發(fā)電機(jī)的作用，是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速，通過升速傳遞給發(fā)電機(jī)構(gòu)均勻運(yùn)轉(zhuǎn)，因而把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/span>
多大的風(fēng)力才可以發(fā)電呢?
一般說來，3級(jí)風(fēng)就有利用的價(jià)值。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。據(jù)測(cè)定，一臺(tái)55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)風(fēng)速每秒為9.5米時(shí)，機(jī)組的輸出功率為55千瓦;當(dāng)風(fēng)速每秒8米時(shí)，功率為38千瓦;風(fēng)速每秒為6米時(shí)，只有16千瓦;而風(fēng)速為每秒5米時(shí)，僅為9.5千瓦。可見風(fēng)力愈大，經(jīng)濟(jì)效益也愈大。
在我國(guó)，現(xiàn)在已有不少成功的中、小型風(fēng)力發(fā)電裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)。
我國(guó)的風(fēng)力資源極為豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大;有的地方，一年三分之一以上的時(shí)間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。
二、風(fēng)力發(fā)電齒輪潤(rùn)滑油的性能：
風(fēng)機(jī)的葉片在風(fēng)能的推動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，源源不斷地輸出電能。帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的主變速箱可以說是齒輪傳動(dòng)型風(fēng)機(jī)的心臟。由于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作至關(guān)重要，主變速箱的設(shè)計(jì)和制造通常都非常先進(jìn)，也因此往往造價(jià)不菲;而一旦發(fā)生故障，更換主變速箱要付出更高昂的代價(jià)。
要使風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，而潤(rùn)滑油在其中扮演著重要的角色。
風(fēng)機(jī)變速箱里的油不能混入水分。但實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中，由于風(fēng)機(jī)本身運(yùn)行時(shí)特點(diǎn)，要使風(fēng)機(jī)里的油和水完全分離幾乎是不可能的。當(dāng)葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速箱運(yùn)行的溫度高達(dá)80攝氏度，而當(dāng)葉片停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速箱就會(huì)冷卻下來并從空氣中吸取水分或濕氣。因此，水分難免會(huì)進(jìn)入變速箱。
這個(gè)時(shí)候，如果使用耐水性差的齒輪油就會(huì)導(dǎo)致油泥和水解。為了防止由于水的緣故造成故障，必須找到一種不易吸水但在少量水存在的情況下也能給設(shè)備提供充足潤(rùn)滑保護(hù)的齒輪油。
齒輪油的耐水性特征通過ASTMD1401標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試進(jìn)行衡量，該測(cè)試可測(cè)量油的油水分離能力，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以時(shí)間(分鐘)表示。相碰的專業(yè)人士建議維護(hù)人員應(yīng)選擇15分鐘或更低的齒輪油。
變速箱原廠灌裝的都是設(shè)計(jì)使用壽命為三年左右的合成潤(rùn)滑油。但現(xiàn)在大多數(shù)變速箱的標(biāo)準(zhǔn)保修期只有一年。這意味著當(dāng)變速箱的保修期結(jié)束后風(fēng)機(jī)維護(hù)人員將擔(dān)負(fù)起選擇替換潤(rùn)滑油(通常稱為二次注油或服務(wù)注油)的責(zé)任。
考慮到風(fēng)機(jī)變速箱維護(hù)中可能遇到的困難以及費(fèi)用問題，有專業(yè)人士建議設(shè)備維護(hù)人員采用性能均衡的變速箱潤(rùn)滑油，這種潤(rùn)滑油可以在長(zhǎng)時(shí)間為變速箱提供很好保護(hù)的同時(shí)保證變速箱擁有的生產(chǎn)效率?；蛘邚囊婚_始就使用潤(rùn)滑油專用濾油機(jī)為變速箱潤(rùn)滑油定期做好清潔和油過濾凈化脫水處理保養(yǎng)服務(wù)，時(shí)刻監(jiān)測(cè)保障齒輪油的品質(zhì)，以延長(zhǎng)齒輪箱潤(rùn)滑油的使用周期，防止水分超標(biāo)和雜質(zhì)超標(biāo)磨損給變速箱齒輪帶來巨大的傷害。
三、齒輪油過濾原理及運(yùn)用：
目前較常用的是物理過濾，首先要看齒輪油的粘度，粘度小的話，可以直接進(jìn)行過濾，過濾材質(zhì)要根據(jù)濾芯的要求來選擇，一般分為玻纖材質(zhì)和金屬網(wǎng)材質(zhì)。如果粘度比較大，則需要先加熱，再進(jìn)行過濾，原理都是一樣的，起到攔截雜質(zhì)的作用。另外還需要考慮油液是否有腐蝕性。材質(zhì)選用不銹鋼真空濾油機(jī)就可以呢。
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