论文部分内容阅读
[摘 要]阐述某机组偏航泄油回路存在的问题，通过对偏航制动原理及偏航制动器结构分析，并结合现场实际情况将偏航制动器所有泄漏油口通过碳钢磷化管采用三通接头连接在一起，在回油口终端处固定。在液压站中寻找回油终点安装快换接头，将泄漏油引回油箱，完成整个偏航制动器防泄漏改造。
[关键词]偏航制动器，碳钢磷化管，泄油，防泄漏改造
中图分类号：P468.0+26 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0010-01
引言
某风电场2.0MW的机组偏航制动器所用品牌为SVENDBORG，规格为90型。因机组运行时间较长，该偏航制动器目前存在液压油泄漏、密封老化、活塞及制动器缸体损伤等问题。如偏航制动器以现状态继续使用，可能对机组造成不良影响，严重时甚至导致事故发生。
因此需对偏航制动器系统油路进行防泄漏改造，将偏航制动器各泄漏油口连接在一起后统一接回至液压系统油箱，改造后的优点如下：
（1）能够避免泄漏液压油对塔筒、平台等造成二次污染；
（2）有效减少液压油损耗，降低维护成本；
（3）与改造前相比，改造后的偏航制动器管路美观大方、便于维护。
1 制动用液压系统原理说明
风电主轴和偏航制动器均属于主动式液压制动器，当制动器液压腔内存在油压时，制动器制动；当液压腔内无油压时，制动器松闸。风机偏航时，偏航制动器按最大制动力的某一百分比打开，以避免風机在绕机舱竖直轴线上产生扭转振动。制动器液压控制原理如图1-1所示[1-2]。
2 偏航制动器结构原理及问题分析
2.1 偏航制动器结构原理[3-4]
图2-1为偏航制动器照片，图中P1、P2、P3、P4为压力油口，最高承载压力为21MPa， T1、T2为泄漏油口，偏航制动器正常工作时无液压压力。上侧的P1和P2口通过偏航制动器内部导通，同理下侧的P3、P4口导通，因此上下两半制动钳只需各接一个压力油口；泄漏油口T1、T2通过上下两制动钳连接处的孔道导通，制动钳结合处安装有密封圈，因此只需一个油口将泄漏油引出即可。图2-2为偏航制动钳外形图，两个活塞的泄漏油口通过工艺孔连接，即T3，再通过外引孔T（如图2-3）导出，其中T4为制动器上下两半的泄油通道。图2-3为制动器内部结构剖面图，泄油口位于密封和防尘之间，避免泄漏油外泄污染制动衬垫。如图2-1所示，目前压力油采用钢管连接，泄漏油采用塑料瓶收集。
2.2 偏航制动器常见问题分析
目前常用的液压偏航制动器主要为90型、120型两种，经过5至6年的使用，都会出现一系列问题，并且随着使用年限的延长问题日益增多，主要包括：
（1）泄漏油污染
随着使用年限增加，制动器泄漏油量会逐渐增加，严重时会从塑料瓶中溢出，进而污染平台及塔筒，同时导致液压系统油量不足；
（2）制动器密封老化
偏航制动器常年带载运行，制动器活塞行程较小，偏航制动器运行过程中密封圈承受的横向载荷较大，容易加剧密封圈的老化，最终导致液压油泄漏；
（3）活塞及制动器缸体损伤
偏航制动器使用过程中，活塞承受的侧向载荷非常大，随着使用年限的增长，活塞及制动器缸体容易形成损伤，导致偏航制动器无法正常使用，严重时需要对制动器进行更换。
3 偏航制动器泄油回路改造方案
3.1 改造前的准备工作
（1）改造前确保风机具备改造条件，无安全隐患，液压系统及制动器内液压油完全卸荷；
（2）工作人员上塔前确保所有管路改造所需工具和材料均准备齐全；
（3）在塔基位置通过电话联系主控室停机，同时在塔基门口设置警告标志；
（4）工作人员正确佩戴安全带、安全帽等安全用品后分批次上塔（先上塔人员到达机舱后根据吊口位置偏航、放吊钩，塔基预留1人）；
（5）所有人员上塔后，切断机舱控制柜的主电源和备用电源。
3.2 改造方案及工作流程
将偏航制动器所有泄漏油口通过碳钢磷化管采用三通接头连接在一起，在回油口终端处用管夹固定。在液压站中寻找回油终点安装快换接头，将泄漏油引回油箱。整个偏航制动器泄油回路改造图如3-1所示。
采用碳钢磷化管路具备如下优点[5-6]：
（1）提高抗腐蚀能力；
（2）提高碳钢的拉延性；
（3）延长使用寿命；
（4）表面美观。
4 安全注意事项
（1）上塔工作前，必须在塔基门口处设置“禁止合闸，有人工作”警示牌；
（2）风速超过12m/s时，禁止登塔进行改造工作；
（3）所有参加本次技改的人员需经过相关培训；
（4）禁止单人在塔上工作，塔上工作时，注意他人所在位置；
（5）上、下塔工作人员必须佩戴规定的安全带、安全帽、防护鞋等防护工具；
5 总结
通过对偏航制动器泄漏油回路的改造，能够有效避免泄漏液压油对塔筒、平台等造成二次污染；有效减少液压油损耗，降低维护成本；同时与改造前相比，改造后的偏航制动器管路美观大方、便于维护，从而保证风机的安全运行。
参考文献
[1] 风力发电机组液压刹车系统维护操作指导书 东方汽轮机有限公司 2009
[2] SVENDBORG液压刹车原理培训，2010
[3] SVENDBORG 偏航制动器结构原理分析，2008.
[4] 风力发电机组偏航控制.内蒙古科技大学论文，2003.
[5] 碳钢磷化管优缺点，四川三洲特种钢管有限公司，2005.
[6] 张红田.中高碳钢盘条拉拔前的磷化处理 宝钢集团八钢公司：新疆钢铁出版社，2008.
[关键词]偏航制动器，碳钢磷化管，泄油，防泄漏改造
中图分类号：P468.0+26 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0010-01
引言
某风电场2.0MW的机组偏航制动器所用品牌为SVENDBORG，规格为90型。因机组运行时间较长，该偏航制动器目前存在液压油泄漏、密封老化、活塞及制动器缸体损伤等问题。如偏航制动器以现状态继续使用，可能对机组造成不良影响，严重时甚至导致事故发生。
因此需对偏航制动器系统油路进行防泄漏改造，将偏航制动器各泄漏油口连接在一起后统一接回至液压系统油箱，改造后的优点如下：
（1）能够避免泄漏液压油对塔筒、平台等造成二次污染；
（2）有效减少液压油损耗，降低维护成本；
（3）与改造前相比，改造后的偏航制动器管路美观大方、便于维护。
1 制动用液压系统原理说明
风电主轴和偏航制动器均属于主动式液压制动器，当制动器液压腔内存在油压时，制动器制动；当液压腔内无油压时，制动器松闸。风机偏航时，偏航制动器按最大制动力的某一百分比打开，以避免風机在绕机舱竖直轴线上产生扭转振动。制动器液压控制原理如图1-1所示[1-2]。
2 偏航制动器结构原理及问题分析
2.1 偏航制动器结构原理[3-4]
图2-1为偏航制动器照片，图中P1、P2、P3、P4为压力油口，最高承载压力为21MPa， T1、T2为泄漏油口，偏航制动器正常工作时无液压压力。上侧的P1和P2口通过偏航制动器内部导通，同理下侧的P3、P4口导通，因此上下两半制动钳只需各接一个压力油口；泄漏油口T1、T2通过上下两制动钳连接处的孔道导通，制动钳结合处安装有密封圈，因此只需一个油口将泄漏油引出即可。图2-2为偏航制动钳外形图，两个活塞的泄漏油口通过工艺孔连接，即T3，再通过外引孔T（如图2-3）导出，其中T4为制动器上下两半的泄油通道。图2-3为制动器内部结构剖面图，泄油口位于密封和防尘之间，避免泄漏油外泄污染制动衬垫。如图2-1所示，目前压力油采用钢管连接，泄漏油采用塑料瓶收集。
2.2 偏航制动器常见问题分析
目前常用的液压偏航制动器主要为90型、120型两种，经过5至6年的使用，都会出现一系列问题，并且随着使用年限的延长问题日益增多，主要包括：
（1）泄漏油污染
随着使用年限增加，制动器泄漏油量会逐渐增加，严重时会从塑料瓶中溢出，进而污染平台及塔筒，同时导致液压系统油量不足；
（2）制动器密封老化
偏航制动器常年带载运行，制动器活塞行程较小，偏航制动器运行过程中密封圈承受的横向载荷较大，容易加剧密封圈的老化，最终导致液压油泄漏；
（3）活塞及制动器缸体损伤
偏航制动器使用过程中，活塞承受的侧向载荷非常大，随着使用年限的增长，活塞及制动器缸体容易形成损伤，导致偏航制动器无法正常使用，严重时需要对制动器进行更换。
3 偏航制动器泄油回路改造方案
3.1 改造前的准备工作
（1）改造前确保风机具备改造条件，无安全隐患，液压系统及制动器内液压油完全卸荷；
（2）工作人员上塔前确保所有管路改造所需工具和材料均准备齐全；
（3）在塔基位置通过电话联系主控室停机，同时在塔基门口设置警告标志；
（4）工作人员正确佩戴安全带、安全帽等安全用品后分批次上塔（先上塔人员到达机舱后根据吊口位置偏航、放吊钩，塔基预留1人）；
（5）所有人员上塔后，切断机舱控制柜的主电源和备用电源。
3.2 改造方案及工作流程
将偏航制动器所有泄漏油口通过碳钢磷化管采用三通接头连接在一起，在回油口终端处用管夹固定。在液压站中寻找回油终点安装快换接头，将泄漏油引回油箱。整个偏航制动器泄油回路改造图如3-1所示。
采用碳钢磷化管路具备如下优点[5-6]：
（1）提高抗腐蚀能力；
（2）提高碳钢的拉延性；
（3）延长使用寿命；
（4）表面美观。
4 安全注意事项
（1）上塔工作前，必须在塔基门口处设置“禁止合闸，有人工作”警示牌；
（2）风速超过12m/s时，禁止登塔进行改造工作；
（3）所有参加本次技改的人员需经过相关培训；
（4）禁止单人在塔上工作，塔上工作时，注意他人所在位置；
（5）上、下塔工作人员必须佩戴规定的安全带、安全帽、防护鞋等防护工具；
5 总结
通过对偏航制动器泄漏油回路的改造，能够有效避免泄漏液压油对塔筒、平台等造成二次污染；有效减少液压油损耗，降低维护成本；同时与改造前相比，改造后的偏航制动器管路美观大方、便于维护，从而保证风机的安全运行。
参考文献
[1] 风力发电机组液压刹车系统维护操作指导书 东方汽轮机有限公司 2009
[2] SVENDBORG液压刹车原理培训，2010
[3] SVENDBORG 偏航制动器结构原理分析，2008.
[4] 风力发电机组偏航控制.内蒙古科技大学论文，2003.
[5] 碳钢磷化管优缺点，四川三洲特种钢管有限公司，2005.
[6] 张红田.中高碳钢盘条拉拔前的磷化处理 宝钢集团八钢公司：新疆钢铁出版社，2008.