CN110724576B - 修复风力发电变速箱磨损的制剂及其制备方法和应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电装置技术领域，具体公开了一种修复风力发电变速箱磨损的制剂及其制备方法和应用方法，所述制剂由以下比例的原料制成：蛇纹石粉8～12g、镁粉8‑12g、氧化钙18～22g、硅粉8～12g、钼粉8～12g、氮化硼8～12g、羟基硅油60～80ml、煤油40～60ml、基础油800～1200ml，所述原料经研磨、分散、乳化，制备成液态制剂。本发明能够在风力发电变速箱正常工作的同时，利用机械运动时产生的摩擦能量对拉伤、点蚀、锈蚀进行修复，从而恢复风力发电变速箱的技术性能。

Description

修复风力发电变速箱磨损的制剂及其制备方法和应用方法

技术领域

本发明涉及发电装置技术领域，尤其涉及一种能够在正常运转的同时修复风力发电变速箱磨损的制剂及其应用方法。

背景技术

风力发电作为清洁能源的一种，是国际能源发展的新型发电技术，有着得天独厚的优势。2010年全球风能发电装置装机容量已达16万WM，我国整机装机容量达到了1000万KW，国产化率达到80％以上，随着大型风力发电变速箱容量的增加，其系统结构也日趋复杂，主流的是双馈式变速恒频风力发动变速箱。这些设备上的变速箱，由于长期的不间断的运转，机械磨损严重，加之风电变速箱工作环境的恶劣(海上、海边、高山)，气蚀、腐蚀严重，导致各种机械故障增高，造成运维成本上升，目前已经成为一个不容忽视且亟待解决的问题。

风力发电变速箱由磨损造成的常见故障为：在风力发电变速箱正常运转的同时，风力发电变速箱长期在野外运转，由于间歇性工作温差过大产生冷凝水，从而出现虹吸现象，随着风电变速箱长期、不间断地运行，目前有些变速箱陆续发生了齿面拉伤、点蚀、锈蚀，导致变速箱高温报警、停止运行，其损坏率高达40％-50％。当变速箱发生故障时，不仅会造成停止发电，而且会产生严重的安全事故。由于风力发电设备的维护技术跟不上风力发电的发展速度，风电变速箱的关键零部件一旦发生故障，在风场无法修复，必须运到专业厂家进行修理。发电设备停机，因其维修费用高、周期长、难度大，严重影响了风电的经济效益，带来严重的经济损失。

目前风机维护主要分为定期检修和日常排故维修两种方式。定期维护保养可以让设备保持较好的状态，并延长风机的使用寿命，是重要的维护方式。但定期维修可能存在维修能力不足。日常排故维修是在风机出现故障时去现场进行设备检修。以上两种检修仍没有脱离传统的停机拆卸式维修方式，“头痛医头脚痛医脚”。不能从根本上解决设备的维修关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种修复风力发电变速箱磨损的制剂及其制备方法和应用方法，以实现在风力发电变速箱正常工作的同时，利用机械运动时产生的摩擦能量对拉伤、点蚀、锈蚀进行修复，从而恢复风力发电变速箱的技术性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种修复风力发电变速箱磨损的制剂，由以下质量份数的原料制成：蛇纹石粉8～12份、镁粉8-12份、氧化钙18～22份、硅粉8～12份、钼粉8～12份、氮化硼8～12份、羟基硅油48～50份和煤油38～42份。

本发明还提供了一种修复风力发电变速箱磨损的制剂，由以下比例的原料制成：蛇纹石粉8～12g、镁粉8-12g、氧化钙18～22g、硅粉8～12g、钼粉8～12g、氮化硼8～12g、羟基硅油60～80ml、煤油40～60ml、基础油800～1200ml。

本发明还提供了一种修复风力发电变速箱磨损的制剂的制备方法，其特征在于，将权利要求1中所述比例的蛇纹石粉、镁粉、氧化钙、硅粉、钼粉和氮化硼进行研磨，然后加入权利要求1中所述比例的羟基硅油和煤油进行分散，制备成液态制剂，将所述液态制剂加入到权利要求1中所述比例的基础油中，进行分散和乳化。

优选的，采用纳米球磨机或砂磨机进行研磨，研磨至粒径小于2μm。

优选的，加入羟基硅油和煤油后的分散时间为10～15分钟

优选的，将所述液态制剂加入到基础油中后的分散和乳化时间为50～70分钟。

本发明还提供了，一种修复风力发电变速箱磨损的制剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.检查判定风力发电设备上变速箱的磨损程度；

S2.将权利要求1所述的修复风力发电变速箱磨损的制剂按2％～3％的比例加入到变速箱润滑油中。

优选的，所述步骤S1中，判定风力发电设备上变速箱的磨损程度的原则为：

根据温升率，在单位时间内，启动设备后，工作温度上升的速度。如果单位时间内升温率高，就可判定设备有磨损；

根据机械振动，从中控室的电脑数据上看，机械设备的振动值是否超过规定的范围，超过范围后，可判定有磨损；

根据工作温度，工作温度超过75℃以上，就可判定设备已有一定的磨损，需要维护维修。

优选的，风力发电设备累计工作300小时后，通过中控室电脑采集温升率、机械振动值和工作温度数据，将三组数据与加注前的数据作对比。

本发明的修复风力发电变速箱磨损的制剂及其制备方法和应用方法能够在风力发电机组正常工作的同时，利用机械运动时产生的摩擦能量(闪温)对拉伤、点蚀、锈蚀进行修复，从而恢复风力发电变速箱的技术性能，变速箱可以在加注制剂累计工作300小时后，产生功效，如工作温度下降5℃-15℃、机械振动和噪音下降10％以上、提高齿轮表面的硬度、优化啮合间隙、延长变速箱的使用寿命等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例的修复风力发电变速箱磨损的制剂由以下比例的原料制成：蛇纹石粉8g、镁粉8g、氧化钙18g、硅粉8g、钼粉8g、氮化硼8g、羟基硅油60ml、煤油40ml、基础油800ml(如五厘托基础油，粘度值在220～230之间)。

将所述比例的蛇纹石粉、镁粉、氧化钙、硅粉、钼粉和氮化硼采用纳米球磨机或砂磨机进行研磨，研磨至粒径小于2μm，然后加入所述比例的羟基硅油和煤油进行分散，时间为10分钟，制备成液态制剂(有一定粘度)，将所述液态制剂加入到基础油中进行分散、乳化、剪切、搅拌，时间为50分钟。

实施例2

本实施例的修复风力发电变速箱磨损的制剂由以下比例的原料制成：蛇纹石粉10g、镁粉10g、氧化钙20g、硅粉10g、钼粉10g、氮化硼10g、羟基硅油70ml、煤油50ml、基础油1000ml。

将所述比例的蛇纹石粉、镁粉、氧化钙、硅粉、钼粉和氮化硼采用纳米球磨机或砂磨机进行研磨，研磨至粒径小于2μm，然后加入所述比例的羟基硅油和煤油进行分散，时间为15分钟，制备成液态制剂(有一定粘度)，将所述液态制剂加入到基础油中进行分散、乳化、剪切、搅拌，时间为60分钟。

实施例3

本实施例的修复风力发电变速箱磨损的制剂由以下比例的原料制成：蛇纹石粉9g、镁粉11g、氧化钙21g、硅粉10g、钼粉10g、氮化硼9g、羟基硅油55ml、煤油49ml、基础油900ml。

将所述比例的蛇纹石粉、镁粉、氧化钙、硅粉、钼粉和氮化硼采用纳米球磨机或砂磨机进行研磨，研磨至粒径小于2μm，然后加入所述比例的羟基硅油和煤油进行分散，时间为10分钟，制备成液态制剂(有一定粘度)，将所述液态制剂加入到基础油中进行分散、乳化、剪切、搅拌，时间为65分钟。

实施例4

本实施例的修复风力发电变速箱磨损的制剂由以下比例的原料制成：蛇纹石粉12g、镁粉12g、氧化钙22g、硅粉12g、钼粉12g、氮化硼12g、羟基硅油80ml、煤油60ml、基础油1200ml。

将所述比例的蛇纹石粉、镁粉、氧化钙、硅粉、钼粉和氮化硼采用纳米球磨机或砂磨机进行研磨，研磨至粒径小于2μm，然后加入所述比例的羟基硅油和煤油进行分散，时间为15分钟，制备成液态制剂(有一定粘度)，将所述液态制剂加入到基础油中进行分散、乳化、剪切、搅拌，时间为70分钟。

本发明的修复风力发电变速箱磨损的制剂的应用方法，包括以下步骤：

S1.检查判定风力发电设备上变速箱的磨损程度；

判定风力发电设备上变速箱的磨损程度的原则为：

根据温升率，在单位时间内，启动设备后，工作温度上升的速度。如果单位时间内升温率高，就可判定设备有磨损；

根据机械振动，从中控室的电脑数据上看，机械设备的振动值是否超过规定的范围，超过范围后，可判定有磨损；

根据工作温度，工作温度超过75℃以上，就可判定设备已有一定的磨损，需要维护维修。

S2.将权利要求1所述的修复风力发电变速箱磨损的制剂按2％～3％的比例加入到变速箱润滑油中(磨损严重时可以按3％的比例加入制剂)。

S3.风力发电设备累计工作300小时后，通过中控室电脑采集温升率、机械振动值和工作温度数据，将三组数据与加注前的数据作对比，以确认制剂效果，并决定是否需要继续加注制剂。

本发明的修复风力发电变速箱磨损的制剂的工作原理为：让润滑油将制剂带到风电变速箱工作表面，风电变速箱的齿面磨损、粗糙，因而聚集的摩擦能量高(温度、剪切力)，使吸附、渗透在齿面的制剂释放出了活性物质，在此部位先发生了机械力化学反应——熔合、氧化更新、自适应改性。这种反应持续进行，逐渐在齿面形成了新的晶格结构——陶瓷与金属的合金层，即陶瓷合金层；随着陶瓷合金层的不断生成，原来“金属与金属”间的摩擦方式，变成了“陶瓷合金层与陶瓷合金层”的摩擦方式。研究发现，啮合接触区的热力学过程促使磨损较大的部位形成较厚的陶瓷合金层，如同在金属表面长出了“铁茧”，将拉伤、点蚀、锈蚀带修复。

陶瓷合金层是自动调节，实现了“按需分配”，不起层、不剥落。当磨损发生时，摩擦能增高，制剂和摩擦副表面发生的一系列复杂的反应开始进行，陶瓷合金同时开始生长；而当磨损获得修复，啮合间隙逐步恢复至最佳配合时，金属间释放的摩擦能降低，一系列反应就会停止，陶瓷合金层也就不再增厚。

本发明的修复风力发电变速箱磨损的制剂及其制备方法和应用方法能够在风力发电机组正常工作的同时，利用机械运动时产生的摩擦能量(闪温)对拉伤、点蚀、锈蚀进行修复，从而恢复风力发电变速箱的技术性能，变速箱可以在加注制剂累计工作300小时后，产生功效，如工作温度下降5℃-15℃、机械振动和噪音下降10％以上、提高齿轮表面的硬度、优化啮合间隙、延长变速箱的使用寿命等。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (3)

1.一种修复风力发电变速箱磨损的制剂的应用方法，其特征在于，将蛇纹石粉8～12g、镁粉8-12g、氧化钙18～22g、硅粉8～12g、钼粉8～12g和氮化硼8～12g采用纳米球磨机或砂磨机进行研磨，研磨至粒径小于2μm，然后加入60～80ml的羟基硅油和40～60ml的煤油进行分散，分散时间为10～15分钟，制备成液态制剂，将所述液态制剂加入到800～1200ml的基础油中，进行50～70分钟的分散和乳化，所述制剂的应用方法包括以下步骤：

S1.检查判定风力发电设备上变速箱的磨损程度；

S2.将所述制剂按2％～3％的比例加入到变速箱润滑油中。

2.根据权利要求1所述的修复风力发电变速箱磨损的制剂的应用方法，其特征在于，步骤S1中，判定风力发电设备上变速箱的磨损程度的原则为：

根据温升率，在单位时间内，启动设备后，工作温度上升的速度，如果单位时间内升温率高，就可判定设备有磨损；

根据机械振动，从中控室的电脑数据上看，机械设备的振动值是否超过规定的范围，超过范围后，可判定有磨损；

根据工作温度，工作温度超过75℃，就可判定设备已有一定的磨损，需要维护维修。

3.根据权利要求1所述的修复风力发电变速箱磨损的制剂的应用方法，其特征在于，风力发电设备累计工作300小时后，通过中控室电脑采集温升率、机械振动值和工作温度数据，将三组数据与加注前的数据作对比。