金风750kW风电机组主轴测温系统

轴温度，无法实时监视主轴运行状态，提出主轴温度监测控制解决方案，有效避免主轴运行过程中失效引起的火灾事故，提高设备运

行管理水平。关键词：风电机组;主轴;温度监测系统中图分类号:TM727

文献标识码：B D0l：10.16621/j.cnki.issnl001-0599.20l9.07.340引言随着风力发电机组的制造技术水平发展，风电机组运行稳 定性不断提高,由于小型风电机组由于早期设计缺陷.造成机组 运行稳定性差，极易发生事故，这就需要现场运维人员不断发

现、总结、处理缺陷，不断优化机组的运行性能。2018年新疆白 杨河某风电场金风750 kW机组主轴轴承在运行过程中发生失 效，由于主轴没有安装温度检测回路，最终导致机组发生火灾，

造成严重的经济损失,为保证机组安全稳定运行,对主轴安装温来控制冷却装置应该处在合适的位置。当在运行降温工艺时.水温低于35 t冷却装置下降至炉

膛内部，当水温超过75 t时，冷却装置返回炉外自身完成冷

却，当冷却装置温度降至35 t时再次下降到炉膛内部.就这样 循环动作,直到工艺结束循环动作停止.这样可以改善冷却装置

的工作环境.减少水碱的滋生，提高使用寿命。第二点回水管路

存在设计缺陷，导致水中的残渣囤积在膨胀阀探头处造成回水

流量不足，要进行改造，将原本的膨胀阀拆除.改为直通管路，在 管路的侧面加装PT100热电阻进行测温。图1改造总体示意图坏,现在这些问题一并解决。原本设备出现故障后,回水管内排 出的全是蒸汽，非常危险，由于蒸汽的压力及温度较高.维修难

2.3开始实施第一步选择一台回火炉进行改造测试.看是否能达到降温

工艺要求。度危险系数极高.对现场的T.作操作人员也是种较大的安全隐 患，改造后杜绝的以上问题。(1) 对供水方式进行改造，在非降温阶段，向冷却装置内部

通入少量的冷却水让冷却装置维持在较低的温度，开始执行降

冷却装置由于堵塞或回水不足、温度高等问题.产品降温达 不到工艺要求,还需要返T.造成能源能耗的严重浪费.现在回水

温度超过设定的上限温度,冷却装置就自动上升到炉膛外部.可 得到快速冷却.有效地保护了冷却装置.冷却装置内管路变形量

温工艺时，打开电磁阀.通入大流量的水进行快速冷却降温。(2) 回水管路改造.将原本的膨胀阀拆除，改为直通减少回 水阻力，并添加PT100热电阻作为回水温度检测「也得到控制，管壁上水碱的滋生得到减缓,从而提高了冷却装置

的使用寿命。(3) 增加西门子PLC模拟量模块，与原本的PLC等组件建 立联系。每台冷却装置的稳定运行直接影响到2台电机的使用状 况，改造前冷却装置一旦漏水，电机轴承内部就会有水渗入.导

(4) 电磁阀和热电阻.电路的链接.模拟量模块电源、热电阻

等控制信号线的铺设。致电机轴承损坏.需要更换轴承。现在冷却装置的稳定运行同时

(5) 对PLC的硬件进行组态，对现有的PLC程序进行修改.

组态触摸屏控制与显示界面。保证了电机的正常使用.降低了停机时间和维修费用。4结语通过这次改造.参与的维修人员专业技能得到提高,掌握较 为前端的专业知识，并得到成功应用。整个改造时间紧迫，每台

设备改造都必须加班加点完成,磨练了维修人员坚定的意志，振

(6) 对程序进行调试，升温热炉调试,调整温度区间最终要

达到降温的工艺要求。3改造后成果总体示意如图1所示.改造后对冷却装置回水温度的有效 控制.由于不会出现蒸汽.车间现场生产现场得到了很好的控

奋了维修人员拼搏向上、努力创新的精神。〔编辑凌瑞〕制.原本设备周边经常积水，并且蒸汽对设备的油漆造成了破

技才.改造设畐僵理与维修2019 No7(上)度检测回路显得尤为重要致机组着火事故的发生：1金风750 kW机组主轴结构与维护内容1.1主轴结构金风750 kW机组采用“两点支撑”主轴系统结构(图1),

3主轴温度监测控制系统及原理在主轴承处安装温度传感器.温度传感器测得主轴承温 度，利用ABB生产的型号为“CM-TCS-23S”温度监视继电器. 将DIP功能设置为“过温监视”和“双阈值”，含义为过温监测

此种设计方式齿轮箱输入轴作为浮动端轴承，轴的偏移量是选

择轴承类型的决定因素 因此在设计初期金风750 kW风电机

2x1 c/o输岀触点，开路动作原则，当供电电源上电后，如果测

量温度值正常.输出继电器保持复位状态。当测量温度值超出 设定阈值38.1 输出继电器R2(预报警)动作。当测量温度 值超出设定阈值48.5,输出继电器R1(报警)动作，风力机机报 “环境温度PT100”故障,机组正常停机。当测量温度值下降后小

组主轴选择了由瑞典SKF公司制造的SKF24084 CA和德国

FAG公司制造的FAG24084B.MB调心滚子轴承，此两款轴承具 有两列滚子,既能承受较大的径向负荷力,亦能承受重大荷重及

冲击负荷,在某种程度上能承受两个方向的轴向负荷。同时调心

滚子轴承外圈滚道是球面形，鼓形滚子安装在有2条滚道的内 于设定阈值31减去迟滞(43.6 t).输出继电器R1(报警)复

圈和球面外圈滚道之间，外圈滚道面的曲率中心与轴承中心一 致.有良好自动调心性能,能补偿同轴度误差.在轴出现挠曲时 可以自动调整，不增加轴承负担。位，当测量温度值下降小于设定阈值32减去迟滞(34.2咒),输

出继电器R2(预报警)复位。温度设定范围值为(0~200)咒,用户

可根据实际情况进行温度值的调整和设定,CM-TCS-23S温度

监视继电器动作逻辑、温度特性曲线。4实施方案在不影响机组环境温度测量,机组能够正常监测环境温度, 不需修改机组控制逻辑情况下，主轴温度监测控制系统由

PT100.CM-TCS-23S模块及环境温度检测回路等组成，实施方 案实物见图2。A1T311T221T1图1 “两点支撑”主轴系统结构1.2主轴维护内容依据《金风750 kW机组运检维护手册》及技术监督的相

关内容，每年应对主轴做下列检查。12(1) 定期对主轴轴承进行润滑。(2) 按照螺栓紧固力矩表紧固主轴承座与底座的连接螺栓。

检查主轴承的V形密封圈是否有裂纹和破损，如果发现应更换

图2主轴温度监测控制系统在主轴轴承外壁安装PT100温度传感器,连接到CM-TCS-

新的V形密封圈。23S模块的温度检测接口(T1/T2/T3),进行主轴轴承温度监视，

将风机原有的环境温度PT100传感器其中一根接线串于CM-

(3) 根据维护计划的要求润滑主轴承，在加注润滑脂时，主 轴必需旋转。TCS-23S(温度监视)模块输出端子(11/12),主要针对主轴轴承

异常磨损等情况导致温升的变化做出快速响应，一旦温度上升

(4) 运行5年后，打开主轴承座,将旧的油脂清洁干净，加入

新的油脂。至动作值(48.5 t)后,立即报出“环境温PT100”故障停机，提醒 检修人员对照主轴轴承进行全面检查。(5) 每年检查油脂的状态，打开轴承座的盖子，取出约(2~ 5)cm，的油脂，装入采样瓶并密封.在采样瓶上标上风机出厂编 号和主轴承的编号。由专业的机构对油脂的样品进行检查，以判 断油脂和轴承的状态。5总结介绍金风750 kW风电机组主轴布置形式、维护内容、针对

目前主轴无温度监控装置缺陷,研究出了设备改造方案,在不改

(6) 每年必须对机组振动数据进行采集，并由专业检测机构

进行分析，判断轴承的状态。变机组控制逻辑的情况下，对主轴轴承加装了温度传感器、温度

监视器，可以有效防止因为主轴轴承失效、温度升高导致的机组

2存在的问题目前的维护手段有一定的局限性.通过对油脂和振动数据 的分析，能够反映一段周期内轴承的运行工况，但采样周期长、

受外界干扰因素大，不能够实时反映轴承的运行工况。目前新疆

火灾事故发生。本方案改造成本低、便于实施,为没有安装主轴 轴承测温系统的机组提供解决方案,供参考借鉴。参考文献地区已经岀现因为主轴轴承失效，失效后轴承温度迅速升高，由 于机组主轴轴承没有温度监测、报警装置,机组无法停机最终导

[1]高秋然.李鲁江，徐红，等.风力发电机主轴轴承失效分析[J].通用

机械,2016(5):79-81.〔编辑凌瑞〕70i殳备管理与维修2019 No7(±)技才-改造