合成润滑剂在风力发电机上的功劳

    在人类社会飞速发展的今天，石油、天然气等虽然仍是世界能源的主要来源，因其不可再生性以及逐步走高的价格，迫使世界各国投入更多的精力，加强了风力、太阳能、地热、生物、潮汐发电等新能源的开发和利用。其中无污染，可再生，被誉为“干净的再生能源”的风力发电是未来世界重点发展的产业之一，而合成润滑剂也是再生资源不可或缺的组成部分。

    人类利用风能已有几千年的历史。然而，在我国风力发电仍然处于初级阶段，占全国总发电量的1％左右。但是我国的风能资源却十分丰富，有资料显示，我国水力资源储量为70GW，而风能储量却高达250GW。因此，风力资源开发前景十分广阔。

    国内原来的风力发电场多分布在内蒙古、新疆等地，最近几年，国家大力发展风力发电，沿海省份如河北、山东、浙江、江苏、福建等，也已建起了多座风力发电场。迄今为止，全国40多个风力发电场共安装了千余台风力发电机组，其中以600kW和750kW机组为主。

    目前，世界上仅有为数不多的国家能够设计制造大型风力发电机。我国在20世纪90年代末，通过引进技术并不断国产化，具备了生产大型风力发电机的能力。风力发电机因其设备昂贵，工作环境恶劣，现场不便对主要部位进行拆卸维修，以及设计上要求使用寿命长等工作特点，对润滑油脂的性能提出更高的要求。因此，大型风力发电机关键部位的润滑较多的使用了国外的润滑油脂。

1、风力发电机主要的润滑部位

    风力发电机的工作原理很简单，空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能，从而推动叶轮旋转，叶轮的转轴与发电机的转轴通过变速箱相连，从而带动发电机发电。风力发电机主要的润滑部位包括齿轮箱、发电机轴承、偏航系统轴承与齿轮、液压刹车系统和主轴承。

    1.1齿轮箱的润滑

    齿轮箱是风力发电机的主要润滑部位，用油量占风力发电机用油量的3/4左右。齿轮箱可以将很低的风轮转速（600kW的风力发电机通常为27r/min）变为很高的发电机转速（通常1500r/min），多采用油池飞溅式润滑或压力强制循环润滑。考虑到风力发电机多安装在我国的新疆、内蒙古、甘肃及沿海等地区，润滑油受气候温差、湿度等影响较大，并且处于相对偏远的地区，维修不便，因此设计要求齿轮箱使用寿命长、承受负荷大等，所用的齿轮油除了具有良好的极压抗磨性能、冷却性能和清洗性能外，还应具有良好的热氧化稳定性、水解安定性、抗乳化性能、粘温性能、低温性能以及长的使用寿命，同时还应具有较低的摩擦系数以降低齿轮传动中的功率损耗。

    1.2发电机轴承的润滑

    轴承是发电机的主要润滑点，长期运转温度可达80℃以上，夏天在旷野地带受太阳直射，温度会更高。因此，要求发电机轴承润滑脂能够在高温下保持良好的润滑而不流失，而且发电机功率较大，要求润滑脂具有良好的抗磨极压性能、抗氧化性能和防锈性能。国外主要推荐使用2＃～3＃稠度的负荷极压锂基润滑脂，要求粘附性好，使用温度范围为-30～150℃。多采用定期人工加注润滑脂的方式来保证发电机的正常运转。

    1.3偏航系统轴承和齿轮的润滑

    偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向，虽然速度不高，但偏转轴承和齿轮承受的负荷较大，而且偏转齿轮一般为开始结构，由于不像发电机轴承运转速度快，自身产生热量相对少，因而受气候环境影响大。

    我国风力发电机的分布情况，对偏转轴承润滑脂的极压抗磨性能、低温性能、热安定性及胶体安定性要求较高；偏转齿轮润滑脂则还需要有好的粘附性能和防腐蚀性能。国外一般推荐使用含固体添加剂的1＃稠度的低温润滑脂，要求在-40℃以下仍能有效润滑。

    系统的偏转驱动机构需要使用减速器，电动机通过大速比的行星齿轮减速器驱动机头转向。一般推荐粘温性能好、抗腐防锈性能好、极压抗磨性能和抗氧化性能好的齿轮油。

    1.4 液压刹车系统的润滑

    国内常见600kW和750kW风力发电机的刹车系统分别为叶尖气动刹车系统和高速轴机械阀刹车系统，采用失效－安全保护模式。风力发电机液压系统使用的液压油要求具有良好的粘温性能、防腐防锈性能及优异的低温性能，以适应北方寒冷的气候。

    国外推荐使用粘度指数高、抗磨性能好、抗腐蚀、抗氧化性能好、空气释放性、分水性能以及低温性能优异的液压油。国内普通的HM抗磨液压油低温性能、粘度指数等指标不能满足使用要求，应该采用加氢基础油或者以精制矿油加PAO等合成油为基础油的低凝抗磨液压油。

    1.5      主轴承的润滑

    风力发电机主轴承承受的负荷较大，转速相对较慢，要求润滑脂具有良好的承载能力、粘度性能和良好的的低温性能。根据前后轴承结构布置上的差异，可分为用润滑油润滑和用润滑脂润滑。

2、600kW和750kW风力发电机推荐润滑剂

    根据了解到的风力发电机各润滑部位的工况及润滑要求，参考国内常见的600kW和750kW风力发电机的相关参数，对主要部位的润滑剂选用进行推荐，以供国内风机生产企业和风机使用单位参考。

    我国的风电场分布较广，温度跨度大，有湿度较大的沿海地区，也有干旱的沙漠戈壁和日照充足的草原，因此要适应复杂多样的气候条件和风力发电机苛刻的工作条件，满足风力发电机长时间润滑甚至部分润滑部位终生免维护的要求，必须选用合成润滑剂。

    合成润滑油脂于普通的矿物油脂相比具有综合的性能优势。如粘温特性好，受温度变化的影响小，从而在低温下易于启动；在高温下不流失，能为摩擦部位提供足够的润滑；热氧化稳定性好、蒸发损失小，在苛刻的工况条件和气候条件下能长时间的使用。尤其值得一提的是合成润滑油的生物降解率高，在强调环境保护的今天更应大力推广使用对土壤、水源无污染的合成润滑油。

    2.1 齿轮箱润滑剂

    国外推荐使用Mobil XMP320等产品，国产化用油可选择“长城牌”SH5320合成烃重负荷工业齿轮油或“长城牌”4406合成重负荷工业齿轮油。SH5320采用合成烃类基础油，加入进口专用复合添加剂调配而成。具有良好的热氧化稳定性、良好的水解安定性、良好的抗乳化性、粘温性能和低温性能优良，具有较低的摩擦系数和长的使用寿命，可以满足风力发电机齿轮箱长时间润滑的需要。

    2.2 发电机轴承润滑剂

    国外推荐石油FAG Arcanol L135v等产品，国产化用油可选择“长城牌”2＃或3＃7019-1极压复合锂基润滑脂。7019-1以复合皂稠化精制矿油，并加有极压、抗氧、防锈等多种添加剂精制而成。具有良好的抗磨极压性能、抗氧化性能、防锈性能，具有更高的使用温度和更长的使用寿命，是普通锂基脂使用寿命的4倍以上，具有年个的抗微动磨损性能。

    2.3 偏航系统和齿轮润滑剂

    国外规矩使用Molikote Longterm TTF52等产品，国产化用油可选择“长城牌”7011号低温极压润滑脂。7011以皂基稠化剂稠化合成油，并加有胶体二硫化钼及抗氧添加剂精制而成。具有良好的机械安定性、热安定新性、低温性能以及低的轴承流失倾向，同时兼有优异的极压性能。

    偏航烯烃的偏转驱动机构的减速器可以使用前面介绍的SH5000系列合成烃重负荷工业齿轮油进行润滑。

    2.4 液压刹车系统润滑剂

    国外推荐使用Shell Tellus T32等，国产化可选择“长城牌”4637高粘度指数液压油，该产品采用精制矿物油和合成油调配的基础油，加入抗氧、防锈、抗腐蚀、抗泡沫大那嘎多种添加剂精制而成。

    2.5 主轴承润滑剂

    风力发电机主轴采用人工加脂润滑，也可以采用集中供脂系统自动定时定量供脂。

    我国风力发电以600kW和750kW风力发电机组为主，结合我国的实际情况，推荐了用于600kW和750kW风力发电机组的国产润滑剂,供生产和使用单位参考。

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