《风电设备用油》PPT课件

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风电设备用油脂技术交流 主要内容概述主齿轮箱用油偏航与变桨齿轮箱油液压系统用油风机主轴轴承用润滑脂风机发电机轴承润滑脂风机偏航系统润滑脂风机变桨系统润滑脂 概述风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一近年来，全世界风电装机容量年平均增长率超过30%，成为发展最快的电源 我国风能资源分布"三北"（东北、华北、西北）地区风能丰富带包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等近200km宽的地带，风功率密度在200～300W/m2以上，有的可达500W/m2以上，可开发利用的风能储量约2亿kW，约占全国可利用储量的79%该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场 我国风能资源分布东南沿海地区风能丰富带东南沿海受台湾海峡的影响，每当冷空气南下到达海峡时，由于狭管效应使风速增大。冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富区沿海及其岛屿风能丰富带，年有效风功率密度在200W/m2以上，风功率密度线平行于海岸线，沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上，如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等，可利用小时数约在7000～8000小时 我国风能资源分布海上风能丰富区海上风速高，很少有静风期，可以有效利用风电机组发电容量。海水表面粗糙度低，风速随高度的变化小，可以降低塔架高度。海上风的湍流强度低，没有复杂地形对气流的影响，可减少风电机组的疲劳载荷，延长使用寿命。一般估计海上风速比平原沿岸高20%，发电量增加70%，在陆上设计寿命20年的风电机组在海上可达25年到30年，且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，将来必然会成为重要的可持续能源 风力发电机组的主要结构组成1、叶片2、叶片轴承3、叶片连接轴4、转子头5、前整流罩6、主传动轴7、主轴承8、连轴节(低速)9、齿轮箱10、液压制动器11、连轴节((高速)12、发电机13、风向仪14、风速表15、避雷针16、顶盖17、油冷却器18、仓体19、塔柱 风电组件－润滑剂相关部件行星齿轮系统偏航轴承系统润滑剂供应商可以给齿轮/轴承保护提供可靠性保证，带来有效的价值中心高度50m 主要润滑点适用油品类型序号润滑点名称润滑介质常用润滑油(脂)类型/牌号1主齿轮箱润滑油合成烃型齿轮油(320)2偏航齿轮箱润滑油合成烃型齿轮油(320)3液压系统液压油合成烃型液压油(32)4主轴轴承润滑脂合成油/聚脲或复合锂基脂5发电机润滑脂合成油/复合锂/极压锂基脂6偏航轴承滚道(手工补加)润滑脂合成油/聚脲或复合锂基脂7偏航轴承齿轮润滑脂合成油/重负荷开式齿轮脂8变桨轴承滚道润滑脂合成油/聚脲或复合锂基脂9变桨轴承齿轮润滑脂合成油/聚脲或复合锂基脂10变桨齿轮箱润滑油合成烃型齿轮油(150)11门活页润滑脂合成油/聚脲或复合锂基脂12主轴紧锁装置润滑脂合成油/聚脲或复合锂基脂 长城推荐油脂及与进口产品对照润滑部位推荐油脂主要国外品牌推荐产品长城润滑油/脂产品主轴轴承及锁紧装置StaminaHDS7029DEP主齿轮箱MobilSHCXMP、ShellOmalaHDSH5320FD发电机轴承ShellAlbidaEMS2、MobilSHC1007036(100)偏航系统轴承MobilSHC460、StaminaHDS7029DEP偏航齿轮箱MobilSHC600、ShellOmalaHDSH5320FD变浆齿轮箱MobilSHC600、ShellOmalaHDSH5150FD变桨轴承、齿轮StaminaHDS7029LDEP液压系统MobilSHC524、ShellTellusTShellTellusArctic4637N32(FD)偏航齿轮MalleusGL-95、MobilSHC4607420D门活页MobilSHC460、StaminaHDS7029DEP 主齿轮箱用油 Tier1供应商转动件Tier2供应商齿轮制作Tier2供应商润滑剂供应Tier2供应商轴承供应商SKF,TimkenINA/FAGTier1供应商齿轮箱Tier1供应商发电机风电设备制造商用户电力公司,风场,小型用户风电齿轮箱供应链 风力发电机组主齿轮箱的润滑机理三级行星螺旋齿轮组形式第一级大扭矩级行星齿轮，第二级和第三级为螺旋齿轮齿轮联接低速轴和高速轴，将转速由8rpm提高到约1500～1800rpm，以驱动发电机风机主齿轮箱的润滑机理是利用齿轮轮齿的啮合作用，将润滑介质带入轮齿之间的结合面，形成楔形油膜，将齿面分开，从而避免齿面的直接接触磨损润滑方式－飞溅润滑，通过独立的油冷却器冷却 风电齿轮油对于加入量/性能要求非常重要换油周期－大约2年OEM设备保证－5年关键性能－OEM规格－Flender关键指标－抗点蚀、高负荷承载能力、低擦伤、轴承保护、粘度级别保持性(稳定性)基础油－合成油为主粘度级别－通常为ISOVG320 风电齿轮油－为何强调？风场多处于偏远地区，如海上、戈壁滩等故障发生后成本非常昂贵更换/维修会损失电力（收入）微点蚀轴承故障油泥OEM担保问题换油通道困难、昂贵延长换油期要求使用合成油风电齿轮油需要承受传统齿轮箱未遇见的挑战！换油点！！！ 风电齿轮油必须具备的性能适宜的运动粘度、卓越的粘温性能兼顾流动性、减振作用、冲洗和冷却作用以及油膜的形成适应温度变化较大应用（极高温或极低温）卓越的热氧化安定性风机主齿轮箱是增速齿轮箱，工作温度较高，易局部形成高温热点，而且，风机主齿轮箱的换油和维护相对比较困难现代大型风机的主齿轮箱一般都要求使用合成齿轮油卓越的抗点蚀性能风机齿轮箱工作的一个重要特点就是启动负荷大，齿轮启停频繁，为齿轮带来较大的冲击负荷，容易形成点蚀 风电齿轮油必须具备的性能优异的极压性能主齿轮箱轴承承受极高的负荷，特别是变动负荷低的泡沫倾向适应小空间运行卓越的防锈抗腐蚀保护良好的分水性能与各种密封件、油漆及轴承材料相容 主齿轮箱主要用油情况ＭobilSHCXMP320ShellOmalaHD320长城SH5320FD 长城SH5320FD合成齿轮油长城SH5320FD合成齿轮油技术满足以下要求符合主要齿轮油技术规格USSteel224,AGMA9005-E02,DIN51517PartIII,Flender等解决现场遇到的一些失效模式微点蚀、轴承失效、粘度损失、泡沫等卓越的性能保护设备，减少停工检修，降低操作成本使用中保持粘度级别热安定性好优异的抗微点蚀和轴承保护长城SH5320FD的设计就是解决现场出现的各种问题！ 长城SH5320FD合成齿轮油PAO合成基础油＋极压抗磨抗点蚀等添加剂天然的高粘度指数基础油和独特的添加剂体系使该产品在苛刻的高低温操作条件下具有优异的性能优良的热氧化安定性，使用寿命远长于普通矿物油产品优异的水解安定性及抗乳化性能优异的粘温性能，特别适用于宽温度范围操作的齿轮润滑，卓越的高低温性能，苛刻条件下给予设备全方位的保护 长城SH5320FD合成齿轮油优良的抗点蚀性能，特别添加的抗点蚀添加剂，可有效减少齿轮点蚀，满足风电设备的用油要求。摩擦系数低，可降低齿轮表面在运转过程中的能耗，降低因摩擦产生的热量导致的油温升高，确保齿轮的正常润滑极优的润滑性能，可使齿轮箱在各种工况条件下得到优良的润滑，延长齿轮箱的使用寿命 长城SH5320FD推荐用途推荐用于各种密封式齿轮传动装置，既适用于循环系统也可用于溅射润滑系统适用于风电设备增速箱，特别是带有重载、冲击负荷以及在苛刻环境温度下齿轮的润滑减维修不便的设备及在严寒下运作设备使用造纸、炼钢、炼油、纺织、伐木及水泥行业中，需要保护齿轮和获较长油品寿命的新型、极高负荷的齿轮箱 SH5320FD与国外油品性能对比测试项目SH5320FD进口油样1进口油样2主要基础油类型合成烃合成烃合成烃运动粘度，mm2/s-15℃1927020590210500℃42894060480140℃326.6312335100℃37.337.638.3粘度指数163171165倾点，℃-44-40-40闪点(开口)，℃274274242 SH5320FD与国外油品性能对比测试项目SH5320FD进口油样1进口油样2液相锈蚀试验蒸馏水无锈无锈无锈合成海水无锈无锈无锈铜片腐蚀(100℃,3h)，级1b1b1b分水性能(82℃)，min81010泡沫性能，mL/mL24℃0/010/010/093.5℃10/020/020/0后24℃10/010/010/0 SH5320FD与国外油品性能对比测试项目SH5320FD进口油样1进口油样2四球试验磨斑直径，mm0.410.380.42FZG齿轮试验，失效级12+12+12+TimkenOK值，1b>90>90>90抗点蚀试验失效级GFT级10高10高10高元素含量，%SP0.450.0250.540.0250.420.030 SH5320FD与国外油品性能对比测试项目SH5320FD进口油样1进口油样2氧化试验(180℃,24h,250ml/min)氧化后40℃运动粘度，mm2/s氧化后酸值，mgKOH/g金属片质量变化，mg/cm2钢铜铝镁351.30.590.00-2.960.000.00659.83.990.00-3.450.000.00425.71.440.000.000.000.00 测试图片Flender泡沫试验FAGFE8FVA54I-IV微点蚀齿轮表面初始齿轮表面 偏航与变桨齿轮箱油 偏航与变桨齿轮箱油多与主齿轮箱采用同一种油润滑ShellOmalaHD美孚SHCXMP长城SH5000FD变桨齿轮油粘度较低，多采用ISOVG150 液压系统用油 风机设备液压系统风电机组中的液压系统用于维持和控制制动系统、盘式刹车系统及某些设备中用于变桨矩的液压压力。油品必须选择具有确保泵效率和泵保护性能的液压油 风电机组液压油性能要求抗磨性能抗氧化性能低温及粘温性能防锈及抗腐蚀保护性能低泡沫生成倾向及良好的空气释放性分水性能良好的过滤性能高清洁度与各种密封件，油漆及轴承材料相容 液压系统主要用油情况MobilSHC524ShellTellusTShellTellusArctic长城4637N32(FD) 长城4637N32(FD)性能特征独特的合成油技术，优异的粘温性能，确保宽温范围操作的稳定性杰出的抗磨损性能，可有效延长泵及系统的运转寿命与普通抗磨液压油相比，油品具有更优异的水解安定性能，当系统受到少量水污染也能提供良好保护过滤性好，减少液压系统堵塞和被污染的几率良好的水分离性，使油水迅速分离，避免油品乳化环保性能好，可部分生物降解，减少环境污染 推荐用途适用于精密机床采用齿轮泵、柱塞泵、叶片泵的液压系统，各种离合器，油压控制系统，液压、导轨兼用油压系统，尤其适用于操作条件苛刻及永久密封的液压系统与MobilSHC500系列液压油性能相当使用温度范围为：-40℃～120℃。适用压力最高可达40MPa 4637N32(FD)与进口油品性能对比测试项目长城4637N32(FD)进口油样1进口油样2主要基础油类型合成烃烃类油合成烃运动粘度，mm2/s40℃100℃32.606.1532.979.72632.96.3粘度指数139301143闪点(开口)，℃235114234倾点，℃<-50<-60<-50空气释放值(50℃)，min3.25.1—密封适应性能指数4—— 4637N32(FD)与进口油品性能对比测试项目长城4637N32(FD)进口油样1进口油样2泡沫特性，mL/mL24℃10/0100/0—93.5℃0/030/0—后24℃5/070/0—抗乳化性，54℃，min82615铜片腐蚀(100℃,3h)，级1b1b1b液相锈蚀试验无锈——四球试验磨斑直径，mm0.410.430.44 风机主轴轴承用润滑脂 风机主轴轴承对润滑脂的要求具有高度的抗氧化性和热氧化稳定性，选用稠度为NLGI1.5级的合成基础油聚脲润滑脂产品具有良好粘温特性，可以在较大温度范围内使用对轴承具有良好的抗磨保护轴承运行振动小、噪音低润滑之可靠性高，可以适用于全密封、免维护轴承 长城7029DEP润滑脂介绍优异的氧化安定性能性能，防止润滑脂高温变质优良的高温性能，保证轴承高温下正常运转优异的低温性能,保证轴承在低温下的正常启动和润滑良好的抗水淋性能，适宜潮湿环境下轴承的润滑优良的泵送性能,适宜集中润滑系统良好的润滑性，保护轴承减少磨损优异的综合性能，保证轴承较长的使用寿命 国外品牌及推荐产品牌号国外产品牌号壳牌STAMINAHDS2润滑脂美孚的MobilithSHC460润滑脂其中壳牌产品为合成基础油/脲基脂，而美孚产品则为合成烃/复合锂，适用温度范围均为-30~180℃，推荐使用于重载低速轴承的润滑根据风机主轴轴承的润滑特点，我们推荐该部位使用与壳牌STAMINA组分结构近似的长城7029DEP高温润滑脂 长城7029DEP与进口油样性能对比测试项目长城7029DEP进口样品NLGI稠度1.51.5稠化剂类型双脲双脲基础油类型PAO/酯类油PAO/酯类油T2Cu腐蚀(100℃,24h)，级2b3b基础油运动粘度，mm2/s40℃46046025℃锥入度，0.1mm283295-30℃相似粘度，Pa.s1732＞2177滴点，℃245204四球试验最大无卡咬负荷，N烧结负荷，N磨斑直径，mm98049000.4398049000.44 长城7029DEP润滑脂的优势使用周期长：特种复合脲基稠化剂和全合成基础油配合高效添加剂的配方，确保本产品具有长的使用寿命，从而减少润滑脂的消耗量减少维护成本：由于长城7029DEP高温脂含高效抗磨添加剂，具有优良的抗磨性能，减少轴承磨损，降低轴承更换率，从而有利于客户减少维护成本提高生产效率：长服务寿命使得轴承润滑周期更长，减少停机次数，提高生产效率 风机发电机轴承润滑脂 风机发电机轴承润滑要求风机发电机轴承为高速、高温轴承，需用长寿命高效润滑脂，其具体要求如下：由于风机发电机为高速轴承，其稠度为NLGI2号由于风机发电机采用免维护滚动轴承，润滑脂必须具有高度抗氧化性能和优良的热稳定性润滑脂必须具有优良的低噪音、低振动特性 长城7036(100)润滑脂优良的高低温性能，保证轴承宽温度范围内正常运转良好的润滑性，保护轴承减少磨损良好的抗水淋性能，适宜潮湿环境下轴承的润滑优异的机械安定性能和胶体安定性，避免润滑脂流失优异的氧化安定性能，防止润滑脂高温变质 国外品牌及推荐产品牌号国外产品牌号壳牌爱比达EMS2润滑脂美孚的MobilithSHC100润滑脂壳牌爱比达EMS2为半合成基础油/锂皂产品，适用温度范围-50～150℃，而美孚产品则为合成烃/复合锂产品，适用温度范围为-50~177℃，其高低温性能应比爱比达EMS2更占优势推荐长城7036(100)高低温润滑脂，组成与SHC100润滑脂相似，适用温度范围-50～+180℃ 测试项目7036(100)进口样品A进口样品BNLGI稠度22.52稠化剂类型复合锂皂锂皂复合锂皂基础油类型PAOXHVIPAO基础油粘度，mm2/s100℃15814.5锥入度，0.1mm280255273滴点，℃292180260腐蚀试验(100℃,3h)45号钢片&T3Cu合格——合格压力分油，%13.7————相似粘度(-40℃,10s-1)，Pa.s579————抗淋水性(38±1℃)，%2.66————蒸发度(180℃,1h)，%2.97——2.63四球试验烧结负荷，N磨斑直径，mm30870.57————24500.607036(100)与国外产品性能对比 风机偏航系统润滑脂 风机偏航系统润滑要求偏航齿轮润滑脂必须具有很好的粘附性，这样就不会因为轮齿的咬合而润滑脂被刮掉，或在齿轮运行时被甩掉偏航小齿轮容易受到冲击负荷的影响。因此偏航齿轮润滑脂需要更好的抗磨特性，并应该含有EP添加剂偏航齿轮润滑脂必须具有能够在非常宽的温度范围内工作的能力 长城7420D润滑脂优异的极压抗磨性、保证在重负荷下良好的润滑性，保护齿轮，减少磨损优异的氧化安定性能，防止润滑脂的氧化变质，延长使用寿命优良的粘附性，避免润滑脂的流失，保证润滑部位的润滑良好的低温性能，可以保证严寒气候下润滑部位启动灵活良好的抗水淋性能，在有水存在的情况下也能良好的润滑 长城7420D润滑脂适用于各种类型的大型、重负荷、低速至中速的开式齿轮的润滑，负荷承载能力达20000kgf/cm2以上，以及各种型号的齿形联轴节的润滑，如热电厂、水泥厂球磨机、机械厂锻压机等重负荷开式大齿轮的润滑使用温度范围为：-30℃～120℃。 国外品牌及推荐产品牌号国外推荐风机的偏航系统小齿轮与齿盘的润滑大多采用SHELL马力士GL-95（ShellMalleusGL-95）根据风机的偏航系统的润滑特点，我们推荐长城合成开式齿轮润滑脂7420D(0#)。该产品是由合成型基础油配合增粘剂，并加有精选添加剂制成，具有优良的黏附性和润滑性能 7420D与进口样品性能对比测试项目长城7420D进口样品NLGI稠度000～000颜色黑色黑色稠化剂类型锂皂非皂基基础油类型100℃基础油粘度，cSt高粘度合成油40半合成油3525℃锥入度，0.1mm370430滴点，℃19020045#钢铜腐蚀(100℃,3h)合格合格150℃蒸发损失，%0.450.42四球试验最大无卡咬负荷，N烧结负荷，N磨迹直径，mm1176＞60820.6083460820.63粘附性(66℃,15min)，%99.996 风机变桨系统润滑脂 风机变桨系统润滑脂风机变桨系统的润滑情况与偏航系统类似，有两个核心润滑点调向驱动小齿轮与叶轮毂内齿圈之间的润滑轮毂内齿圈与支撑外圈之间滚道的润滑。 风机变桨系统润滑脂齿轮润滑脂一般采用合成基础油，具有良好的抗氧化性能齿轮润滑脂必须要有优良的粘附性齿轮经常都是在重负荷下工作，因此很容易受到冲击负荷的影响。因此齿轮润滑脂需要更好的抗磨特性齿轮润滑脂必须具有非常宽的温度适应能力，可以在超低温下工作 7029LDEP与进口油样性能对比项目7029LDEP润滑脂进口样品腐蚀(T2Cu,100℃,3h)，级2b3b25℃锥入度，0.1mm283295相似粘度(-40℃,10s-1)，Pa.s1044＞2177(-30℃)滴点，℃224204四球试验最大无卡咬负荷，N烧结负荷，N117639209804900 小结风电设备所处温度环境及维护困难的特点，对所用润滑油脂的高低温性能及使用寿命提出了严格要求，只有合成润滑油脂方能满足使用要求长城风电设备用合成润滑油脂与目前风电设备上常用的进口油脂性能相当，能够替代进口油品用于风电设备的润滑及保护 风电润滑剂发展趋势所有齿轮箱制造商要求FAGFE8轴承试验，也是DIN51517PartIII规格的要求采用合成油的趋势(PAO/酯类油、酯类油和PAG)，因为合成油较长的寿命，减少换油需求PAO具有优异的粘度指数和低的倾点，可在宽温范围内操作PAO/酯类油混合油，存在水解安定性问题(水存在下体系破坏)，如何选择水解安定性好的产品是一个关键问题PAG(聚醚)可改进微点蚀性能，但与涂料和密封材料存在相容性问题新油相容性－包含涂料、油漆、密封剂和轴承材料等动态和静态密封条件下的延长寿命的新的密封试验SKFEmcor锈蚀试验的引入（盐水）