风电机组齿轮箱润滑油过热原因及对策.pdfVIP

摘要：齿轮箱是风电机最重要且价值最高的部件之一，其运行稳定性对于风电机

的可靠运行至关重要，齿轮箱润滑和冷却系统性能对齿轮箱的使用寿命以及工作效率非

常重要的。良好的润滑和冷却系统不仅可以对齿轮箱内部的齿轮、轴承起保护作用，还

能吸收冲击和振动，减少摩擦，防止齿轮点蚀和胶合。齿轮箱润滑油温度的高低对润滑

油的化学性能指标影响较大，不仅可以检验风电机组运行负荷大小，也是衡量齿轮箱运

行状态的重要参数。风电机组齿轮箱润滑油过热的问题不但影响机组出力，还会降低润

滑油使用寿命，甚至导致齿轮箱发生严重损伤。针对此问题，经过分析和研究，提出对

散热系统、温控阀及空气滤清器的改造方案，应用效果明显，可操作性强。

关键词：齿轮箱；油冷系统；控制阀组；油温高；散热片

一、引言

目前，变速变桨双馈式风电机组普遍存在齿轮箱油温高问题，尤其是市场上

已装的8000余台华锐SL1500机组问题比较突出。

华锐SL1500风电机组齿轮箱由两级行星、一级平行轴传动以及辅助装置组成。

齿轮箱内部及齿轮啮合采用飞溅和压力两种方式进行润滑。

随着运行年限增加，很多机组陆续出现齿轮箱油温高的现象，经过多次的清

洗和维修，仍然不能彻底解决的油温高机组自动限功率的问题。同时在油液持续

高温的情况下，会缩短润滑油使用寿命，油品润滑特性变差，齿面磨损和轴承磨

损加剧，导致齿轮箱传动效率下降，寿命也极大缩短。

本文以华锐SL1500机组为例，依据其使用的大重齿轮箱及其油冷散热系统的

设计参数和实际应用情况，针对齿轮箱油温高问题进行了分析，包括油冷系统原

理以及存在的问题，提出了散热器、控制阀组改造方案，通过现场实验验证了所

提方案的有效性，为其他类似双馈式风电机油温高问题提供借鉴。

二、油冷系统构成及原理

华锐SL1500风电机组齿轮箱润滑冷却系统主要包括：电机、油泵及附件、过

滤器及滤芯、温控阀、冷却电机、散热器、冷却风扇、阀体、各类传感器等如图

1所示。

1-电机；2-油泵及附件；3-过滤器及滤芯；4-温控阀；

5-冷却电机；6-散热器；7-冷却风扇；8-阀体

图1：华锐SL1500风电机组齿轮箱润滑冷却系统

（一）电机

用于油冷系统中油液的循环，是整个系统的动力源，保持齿轮箱的温度处于

正常范围内。

（二）油泵及附件

用于齿轮油的循环，是整个系统的心脏，把齿轮油输送到每一个需要的地方。

（三）过滤器及滤芯

用于提供润滑系统所需的压力和流量，并控制系统的清洁度。该装置上安装

有保护旁通阀(单向阀)，开启压力10bar，以防压力过高对系统原件造成损坏。

过滤分两级过滤，当冷启动或滤芯压差大于4bar时，滤芯上单向阀开启，油液经

50μm的粗过滤；当油温逐渐升高，油液粘度降低，滤芯压差小于4bar时，油液

经10μm和50μm的两级过滤。无论何种情况，未经过滤的油液决不允许进入齿

轮箱内各润滑部件。

（四）温控阀

当油温低于45℃时，大部分油液直接经过温控阀连接管路进入齿轮箱分配器。

当油温大于45℃时，温控阀开始动作，55℃时切换完成，所有油液经过冷却器冷

却后到达齿轮箱分配器。

（五）冷却电机

用于带动冷却风散冷却齿轮箱的润滑油，冷却器电机的启停温度由风电机的

电控系统来完成。如当油温≥55℃，冷却器电机启动；油温≤45℃时，冷却器电

机停止。

（六）散热器

由于油液的循环，大面积散热，降低齿轮箱润滑油温度。冷却器内部有单向

阀，当冷却器前后压差达到6bar时，单向阀(旁通阀)开启，润滑油不经散热器而

直接进到齿轮箱。

（七）冷却风扇

用于降低齿轮箱油温的扇叶，安装于散热片顶部，与冷却电机相连。

（八）阀体

用于系统压力太大时泄压，以降低系统压力，减少对系统的冲击，防止使油

管及冷却器爆裂发生漏油。

三、油冷系统存在的问题

（一）10bar单向阀

1.低温下油液运行压力过高，如果单向阀卸荷能力不足，会导致散热片压力

过高而爆裂。

2.高温时，如果保压性