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油液在线监测技术在风电设备润滑管理中的应用

作者:   发布日期:2019-5-31   点击数:347

      风电行业油液监测的现状:


      ·丹麦能源局2002年颁布了风力发电机技术指导,美国国家标准协会(ANSI)、美国齿轮制造商协会(AGMA)、美国风能协会(AWEA)联合制定了ANSI/AGMA/AWEA6006-A03风力发电机用齿轮箱的设计与规格的标准。其中对润滑油的维护与监测都有具体的要求。
      ·美国可再生能源协会(NREL)成立了专门的油液监测部门,专注于风力发电机油液分析技术及其标准的研究。
      ·国内部分业主、整机厂及齿轮箱厂,已经成立了专门的分析实验室,以提高风机运行的可靠性。
      ·龙源集团在北京的油液监测实验室
      ·金凤在西安总装厂设立的油液监测实验室
      ·大唐正在筹划区域油液监测中心

      多年来油液监测实践证实,油液监测技术已成为设备摩擦学系统状态监测与故障诊断的重要手段,该技术是从润滑剂或工作介质这一信息载体实施诊断的方法与技术系统,并涉及主动预知维修系统。国外开展的大量油液在线监测也是对早期在用油品性能的变化和摩擦构件磨损状况能实时提供故障诊断分析,及早发现并预报突发性故障,避免重大事故的发生。在这一点上,油液在线监测技术代表了设备润滑磨损故障诊断技术的前沿。

      专业的油液监测实验室在风电行业的应用,一定程度上的提高了风机运行的可靠性,但是实验室都是采用离线式检测分析,受油液样本采样方式、采样周期影响较大。由于风力发电机组设备昂贵,工作环境恶劣,大多在山谷旷野处和近海地区,风机及其零部件维修、更换成本高,现场不便对主要部件进行拆卸维修,所以实时监测风力发电机齿轮箱的运行情况,对风机正常运行显得尤为重要。

      油液在线监测技术的效用:


      ·油液黏度在线监测传感器技术
      黏度是衡量油品润滑能力的一个重要指标。对油品黏度监测,是判断设备润滑磨损状态、确定是否换油的重要依据。当润滑油经过被润滑的摩擦副表面时,局部的高温高压会使在用润滑油氧化,同时各种氧化产物的生成和外界污染杂质的掺入,如油泥、积碳、漆膜片、粉尘、泥沙等,也会降低润滑油的流动性,导致黏度升高。因此,实时监测设备润滑油黏度变化能及时反映在用油品质量状态及剩余寿命。
      ·油液水分在线监测传感器技术
      润滑油中的水分会促使油品乳化、氧化,降低油品黏度和油膜强度,增加油泥,加速有机酸对金属的腐蚀,使润滑、绝缘等效果变差。实验表明,随着含水量逐渐增加,润滑油的抗磨性逐渐下降,润滑油的润滑性丧失。因此,实时监测滑油中的含水率,能提前预测设备故障的发生。
      ·油液污染度在线监测传感器技术
      油液污染度是指单位体积油液中固体颗粒污染物的含量,而固体颗粒,如磨损颗粒、氧化物、粉尘等,是油液中最主要、危害最大的污染物,是引起摩擦副表面磨损、刮伤、机件卡阻等故障的主要原因。目前自动颗粒计数器在油液污染分析中应用广泛,其原理分为遮光型、光散型和电阻型等。而遮光型颗粒计数器是目前应用最广泛的一种,其方法是使一定体积的样品流过仪器传感器,用光遮挡法(也称光阻法)检测出大于某粒径的颗粒数量,然后计算并显示出大于该粒径的颗粒数或浓度。一次取样可同时测量、判别几种粒径。

      风力发电设备故障分析:


      ·壳牌石油公司对机械故障作了分类统计:在柴油机中,30%的故障时由于污染造成的,其中50%是由于磨损造成的。对于齿轮来说,75%的故障是由于润滑不当、外来污染、腐蚀、轴承失效、维修不足和连续或短暂的超负荷运转造成的;其中51%的故障是与磨损有关,49%的故障是与过载有关。对于滚动轴承来说,40%的故障是由于润滑不当造成的,其中有10%的故障是在轴承正常疲劳寿命期内发生的。
      ·英国流体协会的液压系统寿命研究表明:液压油清洁度为10/7系统寿命为24/21时的系统寿命的100倍。
      ·SKF的轴承寿命研究表明:轴承润滑的污染状况可使轴承的寿命相差500倍。


      YT-P1在线油液监测仪


      一、性能特点

亚泰光电在线油液监测

     1、采用光阻法(遮光法)原理,具有检测速度快、抗干扰性强、精度高、重复性好等优点;
     2、高精密传感器保证高分辨率力和准确性;
     3、内置GB/T14039、ISO4406、NAS1638、GJB420A、GJB420B等颗粒污染度等级标准,并可根据用户要求内置所需标准;
     4、内置校准功能,可按ISO4402、GB/T18854-2002(ISO11171:1999)等标准进行校准;
     5、可同时存储两条校准曲线(ACFTD校准曲线、ISOMTD校准曲线),并可轻松切换,降低换算的误差;
     6、RS232接口或RS485接口CAN接口,可外接计算机完成对检测数据的传输、存储和处理。仪器可实现连续自动在线检测,可实时给出颗粒数和等级,并可任意设置检测间隔时间。对流经传感器的流量进行实时监测;
     7、采用高强度铝外壳,抗干扰性强、耐高温高压、外壳坚固、可在恶劣环境下使用;
     8、可同时实现污染度、运动粘度、水分和污染指数多指标监测;
     9、通过尺寸校准、阀值噪音水平、取样体积误差、体积变异系数、重合误差极限、流量极限、分辨力、颗粒计数器相对误差、颗粒计数器重复性、颗粒计数准确度校验等GB/T18854规定全项目测试,设备需出具合格证明材料;
     10、提供MTD粉尘校准合格证明材料;
     11、利用yateks智能诊断技术,可智能诊断是否处于正常的污染状态和润滑状态。

亚泰光电油液监测系统


      二、系统技术指标


      1、污染状态评价
      检测通道:8个;
      流速范围:12~300mL/min;
      在线检测压力:0.2~10Mpa(选配减压装置最高压力可达40Mpa);
      光源:半导体激光器;
      粒径范围:1μm~600μm;
      灵 敏 度:1μm(ISO4402)或4μm(c) (GB/T18854,ISO11171);
      计数体积:10ml;
      计数准确性:±0.3个污染度等级。

      2、润滑状态评价

      2.1测量范围
      密度:600 kg.m-3…1500 kg.m-3;
      油品污染指数范围:0‐100;
      水含量范围:0~4000ppm;
      运动粘度:0.5~500cst;
      动力粘度:0.5~400cp ;
      温度:0…120℃。

      2.2准确度
      密度:2%;
      运动粘度:2%;
      动力粘度:2%;
      水含量精度:±3%;
      污染指数准确度:±3%;
      温度:0.5℃。

油液监测1



      油液品质传感器应用案例--风电齿轮箱

油液监测2
油液监测3

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