密封是风电设备的重要元件,我们通常在偏航轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)以及制动器等油缸部件上能够找到密封件应用的影子。如图1:
根据密封件在风力发电机组上的位置和作用,我们把风力发电机组密封件分为三大类:
旋转轴密封
包含:(1)主轴径向密封,如图2。(2)增速器低速端径向密封。(3)增速器高速端径向密封,如图3。(4)变桨轴承密封,如图4。(5)偏航轴承密封。(6)中心孔滑环油封。(7)电机轴承油封。
往复运动密封
包含:(1)制动器油缸密封,如图5。(2)其他液压系统油缸密封。
静密封
包含:(1)增速器观察孔用垫片类。(2)液压系统O型圈类。
密封件在风电机组的各个部件上都起到关键作用,可以认为密封件的使用寿命直接影响风电机组整机的性能和质量。我们在实际工作中还会发现,影响密封件使用寿命的因素很多,密封件的损坏常常带有必然性和意外性。那么密封件既关键又不好把控,有什么办法能够有效地把密封件对风电机组整体性能的影响降到最低呢?我们的建议是:定期更换密封,做好更换登记。
这个很好理解,企业建立一套密封件定期更换和登记制度,让密封件的更换可视化、表格化、数字化,风电从业的管理人员根据记录数据(如图6为简单的记录表模型)能够准确了解密封件的质量情况、寿命情况、异常损坏情况、损坏原因等基础资料,便于管理人员根据实际情况优选出合理的密封件更换周期,而不是根据风电整机生产企业或者密封生产企业提供的理论数据来更换密封。
当然,这里不是说风电整机生产企业或者密封生产企业的数据就不准确,而是说目前我国的实际情况是风电整机生产企业、风场业主、密封生产企业三方在设备设计之初的准备阶段缺少沟通、对接、合作,致使现役风电机组的很多密封系统的设计理论很正确,理论使用寿命也满足要求,但是应用到实际总是有各种偏差。比如现在主流的配套密封系统---主轴 “双V”密封系统就是典型的例子,如图7。
该系统将V型密封圈作为唯一的主密封使用,V型密封圈既用来防止油脂外漏又用来防尘。实际上V型密封圈是不抗压的,无论是日常维护注油还是轴承运转发热都会导致主轴轴承箱压力升高,使该密封系统崩溃,油脂从V型密封圈唇口泄漏,这就是理论使用寿命和实际使用寿命之间的巨大差异,由此产生的不良影响是:风机维护人员需要不断地登风机擦拭清理油污,或者请专业密封团队进行密封件在线改造(技改)。图8是漏油的危害示意。
密封系统在线升级改造也会因为参与的公司实力良莠不齐而存在理论和实践的巨大偏差,比如目前比较流行的某蓝色D系列油封在线改造设计,可更换性理论上是满足设备要求的,但是由于没有考虑到更换需要足够操作空间等实际情况,最终只能减配安装,使用密封寿命大打折扣。如图9。
上述两个例子告诉我们,风机维护的管理人员要依据各自风场的实际情况,选择适合自己的密封更换周期,变被动为主动,定期检查更换密封,确保风机长期稳定工作。
确定密封更换周期的依据除了实践过程中积累的经验数据外,还要注意以下几个影响密封件使用寿命的因素。
1.气候对密封件寿命的影响
2.机舱内臭氧对密封寿命的影响
3.系统负载冲击对密封件寿命的影响
4.空气湿度对密封件寿命的影响
5.润滑条件对密封件寿命的影响
6.密封接触面粗糙度对密封件寿命的影响
7.轴的径向跳动对密封件寿命的影响
8 转速对密封件寿命的影响
影响密封件老化失效的因素很多,包含但不限于上面简述的内容,在实际工作中密封件的安装是否到位、结构选型是否合理、材料选择是否符合工况条件等诸多因素都影响密封的使用寿命。
汽车行业的售后管理、化工行业的定检管理、飞机定检校修管理等众多行业中都明确规定要定期检查更换密封件,密封件的定期更换已经作为多数行业的规范作业,越来越多的企业和从业人员认识到越是关键的设备越要重视定期更换密封。定期更换密封件提高了设备使用的连续性和可靠性,保证了安全生产、清洁生产、连续生产,便于企业做合理且精准的财务预算、建立有序且可预见的库存管理、短期效益和长期效益都值得广大业主以及从业人员的关注。
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