摘要：发电机轴承是发电机的重要组成部分，双馈发电机组随着运行时间的增长，轴承失效问题不断增多，本文简单讨论了发电机轴承损坏的原因，制定了一些预防措施，通过制定合理日常运行维护方案，有效地延长轴承的使用寿命。
关键词：轴承；失效；预防
Abstract：The bearing of generator is an important part of generator. With the increase of operation time, the problem of bearing failure is increasing. This paper simply discusses the cause of the damage of generator bearing, and makes some preventive measures. The service life of bearing can be effectively extended by making reasonable daily operation and maintenance plan.
Key words: pillow damage prevent
0.引言
目前风电行业内使用的发电机有双馈异步发电机、鼠笼异步发电机、高速永磁发电机、中速永磁发电机、低速永磁发电机、高速电励磁发电机与低速电励磁发电机等。作为风力机组的主要部件，随着运行时间的增长，轴承损坏问题一直困扰的各个风电企业，尤其是双馈发电机组。其多采用双轴承结构，即前后各一个深沟球圆珠滚子轴承。机组日常运行维护不到位或不彻底，导致发电机轴承损坏故障逐年增多，更换轴承周期长，成本高，工艺复杂。严重影响了机组安全和发电效率，大大降低了机组的可利用率。
1.发电机轴承损坏原因分析
1.1润滑不良
润滑油脂的组成：润滑油脂主要由基础油、添加剂和稠化剂三部分组成；
基础油：它是润滑脂中的重要组成部分，基础油的润滑质决定了润滑脂的润滑性质，所以正确选择基础油是非常重要的。
添加剂：它的作用是改善润滑脂的某些性能。如加入极压添加剂，可以提高润滑脂的极压性能; 加入防锈添加剂可提高润滑脂的防锈性能等。
稠化剂：是润滑脂中的重要组成部分，它在润滑脂中形成骨架，将基础油吸附和固定在骨架上形成胶体。稠化剂的性质和含量决定了润滑脂的粘稠程度以及耐水性和耐热等使用性能。
润滑油脂填充量：润滑脂的填充量，以填充轴承和轴承壳体空间的三分之一至二分之一为宜，若加脂过多，滚动体散热受阻，高温还会使油脂变质恶化或软化。作为高速运转的发电机轴承应仅填充至三分之一或更少。用于低速运转的主轴轴承，为防止外部异物进入轴承内，可以填满壳体空间。
随着风电行业的快速发展，大部分机组已运行超过5年，发电机的润滑一般分为定期手动注入和润滑油泵自动注入两种。新油脂的注入一般不存在问题，但很多机组的废油口堵塞，废油脂无法及时排出，导致大量油脂在高温的条件下气化，出现油脂分离，即基础油与添加剂分离，油顺着轴承缝隙渗出，而添加剂及稠化剂则残留在轴承内，这些残留物不但对轴承起不到润滑作用，还会加速轴承的老化、损伤，损伤的轴承在运行过程中温度会不断升高，又加速了油脂的气化分离，如下图所示。久而久之，轴承的损坏在所难免。而行业内因机组轴承损毁、卡死导致机组起火、烧机的事故也时有发生。
图1 图2
1.2腐蚀
1）电腐蚀:机组运行时间久了以后，碳粉堆积严重，有的机组甚至碳刷报警信号被短接屏蔽，接地碳刷磨损或接触不良时，电机或者机械漏电或者有部分静电时产生电流，一般轴承都是需要使用润滑脂，在轴承内部润滑脂可以在轴承的内圈、外圈、滚动体之间产生油膜（很薄0.005mm左右），电流可以击穿轴承内部的润滑脂（油膜），造成轴承内圈、外圈、滚动体之间的直接接触、在接触的表面会产生电击，对轴承的沟道造成损伤，从而引起轴承早期失效，就是电腐蚀的基本情况。
2）腐蚀介质腐蚀：有的机组受安装环境影响，不可避免接触到水、水汽及腐蚀介质，这些介质会引起轴承生锈和腐蚀，造成轴承套圈、圆珠滚子表面的坑状生锈、梨皮状生锈及滚子间隔相同状生锈、全面生锈及腐蚀。最终引起滚动轴承的失效和损坏。
2.应对措施
2.1定期检查润滑油路
严格控制轴承内部的油脂量，防止油脂在发电机轴承内大量沉积。对发电机轴承多采取手动注油方式，取消自动注油，手动注油可以准确地控制注油量和油脂位置，在日常维护过程中还需要检查轴承密封圈是否有油脂，及时对废油排出口进行检查，发现堵塞及时疏通。并定期清理轴承内部的废油，避免废油脂在轴承内固化损失轴承。
2.2制定合理日常维护方案
制定合理的日常维护方案，为了及时发现轴承的初期失效，做好预防和纠正措施。轴承的运行状态最直观的反应在温度上，大风天气，长时间在额定功率下运行时，观察机组前后轴承运行温度，相差超过10摄氏度，建议登机检查。并对发电机进行对中，及时调整发电机与齿轮箱的机械中心。
日常登机检查内容如下：
① 检查润滑油泵内油脂油位，发现油位接近或低于下限位置时，及时补充至上线位置，必须从油泵加油口进行加注，严禁拆开油泵进行补充油脂。
② 检查时发现油泵内油脂与上次油位相差不大时，对发电机轴承进行手动注油，并检查自动润滑系统，查明原因并及时处理。
③ 检查废油排出口是否有废油溢出，并及时疏通清理废油。
④ 对集电环室进行检查，清理碳粉，更换长度不符合要求的碳刷。[1]
2.3产品的选用
在选用轴承润滑油脂时要充分考虑风电场的气候条件，在北方寒冷地区，应选用防冻润滑油脂。在沿海地区，对发电机轴承密封性要求较高，烟雾天气较多，密封效果不好，轴承很容易腐蚀生锈，进而失效。
在轴承的选用上，要根据机组的运行条件及轴承的工作条件，尽量选用一些质量好、使用寿命长的，避免轴承因质量问题导致的失效停机。
2.4电腐蚀的改造
轴承电蚀可以通过在前轴承加装接地环，安装接地碳刷，即将之前的发电机轴承单点接地方式改为前、后轴承均接地，可有效地降低发电机轴电流，减小了轴承电蚀。
3.结语
发电机轴承损坏更换周期长，成本高，严重影响了风电场风机设备的稳定性和可靠性，轴承损坏抱死导致的重大事故也时有发生。通过制定合理的日常维护方案，有效地避免发电机轴承的损坏带来的经济损失，降低风电场的运维成本，使机组在全生命周期内达到度成本最低。[2]
参考文献
[1] 丁立新《风力发电场运行与维护管理》
[2] 邵联合张梅有吴俊华《风力发电机组运行维护与调试》
作者简介：慕宏，男（汉族），西安市，鲁能新能源（集团）有限公司陕西分公司，职称：助理工程师；研究方向：风机检修管理。
论文作者:慕宏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
标签：轴承论文; 发电机论文; 润滑脂论文; 油脂论文; 机组论文; 废油论文; 永磁论文; 《电力设备》2018年第31期论文;