雙饋式風力發(fā)電機組中，齒輪箱是其核心器件之一，在保證機組正常運行中起著關鍵的作用。新風機由于齒輪箱自身狀況和使用條件運行狀態(tài)良好，開始的幾年內(nèi)一般未發(fā)生過溫問題，隨著齒輪箱使用年限的增加，部分風電場機組齒輪箱的過溫問題逐步凸顯，油溫過高會造成風機停機，對發(fā)電量影響較嚴重，從而影響了全年的經(jīng)濟指標。
　　
　　下面以華銳1.5MW雙饋風力發(fā)電機機組為例，對齒輪箱油溫高產(chǎn)生的原因和解決方案進行探討。
　　
　　1.齒輪箱過溫原因分析1.1冷卻器通風量不足
　　
　　出現(xiàn)齒輪箱油溫過高的風機機型，其齒輪箱潤滑油散熱所用的散熱器都采用了“油/風冷卻器”，它是以空氣作為熱交換介質(zhì)進行散熱的，油的降溫過程是通過冷卻器散熱片的油通道和風通道的熱量置換完成的散熱片的通風量直接影響散熱效率。
　　
　　由于業(yè)主所處的地理環(huán)境情況，風電場附近有大量柳樹，楊樹，每年春天飄飛的柳絮、楊絮和塵土可能附著在齒輪箱散熱片上，這種現(xiàn)象比較常見，容易造成齒輪箱散熱效率下降。另外，如散熱片有漏油或滲油現(xiàn)象出現(xiàn)，灰塵、毛絮會快速粘附堵塞散熱片，且很難清洗掉，降低散熱效率。華銳風機現(xiàn)場賀德克冷卻器散熱片的實際照片如圖1。 　　
　　1.2設計使用環(huán)境與實際使用環(huán)境有差異
　　
　　在歐洲的大部分機型設計時，空氣溫度按40度設計，超過則降功率運行或停機。但在國內(nèi)，夏季高溫天氣風電機組的實際運行中，由于機艙內(nèi)設備散熱以及日照輻射等因素，導致機艙的溫度可高達50度以上，而冷卻器又是從機艙內(nèi)吸風，導致油溫與空氣溫度差△T減小，而冷卻器的冷卻功率P=冷卻器當量冷卻功率P01×△T。因此機艙溫度越高，造成冷卻功率減小。
　　
　　華銳1.5MW早期風機配置的齒輪箱冷卻器為賀德克的OK-EL10L-S型，根據(jù)賀德克提供的冷卻器參數(shù)曲線查得，當潤滑油流量為105L/min時，P01≈1.6，當機艙溫度為50℃，要求油溫75℃時，冷卻功率約為40Kw,小于齒輪箱發(fā)熱量，造成齒輪箱過溫。
　　
　　1.3溫控閥失效因素
　　
　　溫控閥失效引起部分流量不經(jīng)過散熱器而直接回到齒輪箱，則必然導致油溫高。溫控閥損壞是一個不確定因素，應進行專業(yè)判斷或進行更換判斷，發(fā)現(xiàn)是此故障引起的齒輪箱過溫，及時維修。 　　
　　1.4油品質(zhì)量因素
　　
　　潤滑油中金屬顆粒、氧化生成物、水分等超標，使?jié)櫥|(zhì)量降低，會增大發(fā)熱量，導致過溫。
　　
　　2.解決方案介紹2.1日常維護方法
　　
　　應定期進行油品檢查檢測，如有關參數(shù)超標，應對油品進行過濾或換油。油品質(zhì)量下降會使齒輪箱磨損加快，影響齒輪箱效率，當齒輪箱效率下降后，換油只能緩解齒輪箱過溫，但不能根治，應考慮其它改造方案。
　　
　　2.2設計更換大功率冷卻器
　　
　　從華銳風機齒輪箱潤滑系統(tǒng)原理分析可知，要解決齒輪箱效率降低等因素造成的過溫問題，須提高潤滑系統(tǒng)的換熱能力，因此必須增加系統(tǒng)中“風/油冷卻器”的當量冷卻功率，在不改變原有油路及風機結構的情況下，設計更換更大功率的冷卻器是一種可行的方案。
　　
　　2.2.1設計增加富裕面積
　　
　　散熱器本體（圖3）外形調(diào)整增大，相對于目前風場采用的散熱器性能系統(tǒng)K=1.6，調(diào)整之后的散熱器性能可以提升至K=1.75以上，并留有較大的富余面積。對應地，圖3件②（引風罩）、③（風扇）、⑥（格柵）等結構件將根據(jù)實際需要進行微調(diào)，以滿足新散熱器的安裝和使用要求。 　　
　　2.2.2散熱器采用抗污染設計
　　
　　散熱器采用抗污染設計（如圖4），盡量減小污染所導致的散熱器性能下降，耐污染型風側翅片結構如下，這種設計可以減少污染導致散熱器性能下降出現(xiàn)的情況，從而可以減少現(xiàn)場清洗散熱器的頻率。 　　
　　2.3加裝冷卻器，配合原冷卻器工作(串聯(lián))
　　
　　為提高潤滑系統(tǒng)的換熱能力，在原有冷卻系統(tǒng)中增加一個獨立風冷式油冷卻器，油路采用與原冷卻器串聯(lián)聯(lián)接，散熱片選擇時應滿足不易堵塞、易清洗。新增冷卻器的選型必須經(jīng)過嚴格的計算。根據(jù)華銳1.5MW機組齒輪箱配置，應考慮的參數(shù)為：潤滑油粘度：ISOVG320；齒輪箱油量：500升；環(huán)境溫度：50℃；齒輪箱最高油溫：75℃，串聯(lián)的散熱器原理圖如圖5所示。 　　
　　2.4改進散熱器參數(shù)和控制策略
　　
　　通過調(diào)查后重新修訂了齒輪箱油溫相關參數(shù)的設定，并針對溫度報警和故障進行重新優(yōu)化;增加變頻器及其軟件控制策略，實現(xiàn)了機艙內(nèi)溫度的控制;設計實現(xiàn)散熱器的功能可以恢復，并可避免柳絮、灰塵等對散熱器造成的再次污染，風機可在較高環(huán)境溫度情況下仍可以滿負荷運行，改變相關部件的工作過程如圖6，圖7。 　　
　　3.結語
　　
　　以上介紹了華銳SL1500雙饋風力發(fā)電機組齒輪箱過熱的原因和改善方案，幾種方法在現(xiàn)場也得到了應用，實踐證明可以對齒輪箱油溫高起到改善作用。