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　　一臺2MW的商業(yè)規(guī)模風(fēng)輪機需要300萬美元以上，這足以促使廠家努力維護好他們的設(shè)備。

　　到目前為止，行業(yè)中仍然沒有全面的風(fēng)輪機潤滑脂標準，在不同的硬件和工作條件下，風(fēng)輪機的性能需求也有所不同。面對各種各樣的潤滑脂，廠家很難做出選擇，使用不合適的齒輪油或潤滑脂可能帶來高昂的維修費用。

　　在美國潤滑脂協(xié)會年會上，一家添加劑生產(chǎn)商、一家齒輪生產(chǎn)商和一家大型石油企業(yè)交流了它們針對生產(chǎn)高性能風(fēng)輪機潤滑油的觀點，并分析了使用錯誤的潤滑油給廠家?guī)淼暮蠊?/p>

　　喬?凱普里克是雅富頓的高級潤滑脂研發(fā)顧問，在美國愛達荷州科達倫舉辦的會議上，他向人們闡述了風(fēng)能的三大主流趨勢：風(fēng)輪機規(guī)模變大、離岸裝機量增加，以及某些國家政策的不確定性。其中風(fēng)輪機規(guī)模的變化影響最大。

　　美國風(fēng)能協(xié)會估計，一臺現(xiàn)行風(fēng)輪機比一臺1990年的風(fēng)輪機多產(chǎn)生將近20倍的電能。凱普里克認為這種驚人的增長趨勢還會繼續(xù)下去。

　　“目前來說，1MW到2MW的風(fēng)輪機屬于普通規(guī)模，持續(xù)發(fā)展的技術(shù)也讓10+MW風(fēng)輪機成為可能;風(fēng)輪機將不斷突破局限，產(chǎn)生更多的電能。”

　　3月，通用發(fā)布了將開發(fā)目前最大型的離岸風(fēng)輪機的消息。與其他大型風(fēng)輪機一樣，Haliade-X裝有直驅(qū)發(fā)動機，它的風(fēng)輪直徑為220米，相當于兩個足球場的長度。單單一臺風(fēng)輪機所產(chǎn)生的電能就能為500個家庭供電。

　　大型風(fēng)輪機給傳統(tǒng)的潤滑油技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)。維持風(fēng)輪機持續(xù)運轉(zhuǎn)需要大量的潤滑脂。對于位于-40℃的寒冷高山或50℃的遼闊平原上的風(fēng)輪機，其潤滑脂需要在集中泵送系統(tǒng)中保持流動。潤滑脂還需要阻隔來源于水氣、雨水和海水的水分，避免設(shè)備腐蝕生銹。

　　較高的動態(tài)負載和沖擊負載，改變了風(fēng)速，給風(fēng)輪機各部位的潤滑油帶來各種困難。

　　其中包括：低速下保持油膜和避免主軸承震動時出現(xiàn)微動磨損;防止變槳系統(tǒng)出現(xiàn)微動磨損和偽布氏壓痕;減少軸承箱的磨損、膠合和微點蝕。

　　凱普里克表示，白點蝕裂紋是近來備受關(guān)注的風(fēng)輪機問題。行業(yè)致力于解決該問題，它會導(dǎo)致出現(xiàn)點蝕、碎屑剝落和軸承故障。

　　凱普里克觀察到，合成潤滑油的使用率增加，以便在漫長的換油周期中實現(xiàn)最全面的保護;在風(fēng)輪機的特定部件上，用專屬潤滑脂替代多功能潤滑脂也受到了熱烈討論。

　　增加成本

　　凱普里克預(yù)測，一臺2MW的風(fēng)輪機的安裝成本接近300萬美元。他表示，作為經(jīng)營者，“你可能不會太重視潤滑油成本。這有用嗎?能保護我的設(shè)備嗎?”格雷戈?莫里斯是殼牌的潤滑脂產(chǎn)品應(yīng)用專家，他想起在2009年的時候，一家風(fēng)力發(fā)電廠由于選錯潤滑油，它的風(fēng)輪機遭受到了巨大的損害。

　　該廠的風(fēng)輪機OEM建議在葉片軸承和主軸軸承上使用同一款多功能潤滑脂。該款鋰基潤滑脂的基礎(chǔ)油為礦物基礎(chǔ)油，理論上，它能夠在42℃以下保持足夠的油膜厚度。

　　然而，這家風(fēng)能發(fā)電廠位于炎熱地區(qū)。當外部溫度僅為25℃時，軸承內(nèi)部的工作溫度就超過42℃。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，一年中有超過62%的時間，該廠風(fēng)輪機的軸承內(nèi)部溫度超過了42℃。

　　莫里斯的團隊發(fā)現(xiàn)了問題——“磨損過多了”。潤滑脂中的銅含量和鐵含量分別高達65000ppm和44000ppm。軸承“表面點蝕遍布”，滾子也遭到了嚴重損害。

　　這些風(fēng)輪機已經(jīng)過了保修期，廠家需要承擔檢查診斷以及將每臺風(fēng)機中60到70磅(即27.2千克到31.8千克)的潤滑脂更換成合成潤滑脂的總費用。

　　故障軸承已經(jīng)持續(xù)使用了超過20年，但是莫里斯認為它們的壽命比理想壽命縮短了25%。更換一個軸承需要花費30萬美元，該發(fā)電廠一共擁有幾百個軸承。

　　可想而知，維修讓該廠的收入顯著減少。選擇錯誤的軸承潤滑脂總共浪費了廠家超過4000萬美元。

　　測試出最佳潤滑脂

　　凱普里克表示，即便使用配制得當和精心選擇的潤滑脂，“風(fēng)輪機的不同部位仍然需要添加劑解決相應(yīng)的問題，尤其是微點蝕和磨損問題。”

　　ASTM D4170(《潤滑脂防止微動磨損的標準試驗方法》)用于測試潤滑脂防止微動磨損的性能，不過凱普里克認為，它“大概不是觀察風(fēng)輪機潤滑脂的防微動磨損性能的最佳方法”。Riffel測試是常用的微動磨損測試，它模仿實際工作情況，是一個“成本高昂、大型且復(fù)雜的測試”。

　　凱普里克建議潤滑脂生產(chǎn)商考慮利用多變量分析，設(shè)計出最佳的風(fēng)輪機潤滑油。他表示：“試著從這種模式來考慮問題，使用容易操作的臺架測試來分析與微動磨損有關(guān)，但是相互間沒有直接聯(lián)系的性質(zhì)。”

　　有效的測試包括Fafnir微動磨損測試、高頻率往復(fù)運動臺架測試或檢測腐蝕性和流變性的SRV測試、四球磨損測試和析油測試。得到測試數(shù)據(jù)之后，通過改變某些特定的性質(zhì)，從而獲得合適的配方。

　　加入摩擦改進劑可以改變SRV摩擦測試結(jié)果，析油情況則可以通過加入聚合物或潤滑脂增稠劑得到改善。凱普里克表示：“如果你調(diào)整了三種你認為最重要的性質(zhì)，那么你將得到在實際工作中對風(fēng)輪機有利的潤滑脂。”

　　這種方法不適合抗腐蝕測試，因為這種測試多數(shù)結(jié)果只分成與敗。不過，凱普里克仍然鼓勵人們研究與抗腐蝕和優(yōu)化配方有關(guān)的重要因素。潤滑脂的堿性程度影響添加劑的使用效果，這就是其中一個例子。潤滑脂生產(chǎn)商也需要了解時間、水分、鹽分和溫度在實際情況中的作用。凱普里克表示，需要改變測試中的鹽水濃度、時間長短以及其他相關(guān)因素，從而得到最接近實際情況的實驗條件。

　　進行多項的腐蝕測試可以獲得更深層的信息，包括銹覆蓋率的主觀評估，或測試平均灰度值等光學(xué)方法。

　　凱普里克不斷強調(diào)考慮測試種類的重要性。在兩份同種潤滑脂中分別加入不同濃度的鹽水，他觀察到，Emcor軸承測試的腐蝕情況比靜態(tài)軸承測試的較輕。

　　他表示，表面活性添加劑可能妨礙改進劑的發(fā)揮。比方說，抗銹劑對抗微動磨損等其他性能有所影響。

　　凱普里克提醒道：“也許你使用的抗銹劑足夠好，但是它不利于抗磨損。”添加劑的協(xié)同效應(yīng)同樣重要。他提醒人們：“多款抗銹劑的綜合作用比單一抗銹劑的效果更佳。”

　　他總結(jié)道：“如果有人跟你說，‘這是風(fēng)輪機標準，你需要遵守，’請?zhí)岢鲆蓡枺私饽愕脑O(shè)備真正需要什么，而這些標準又測試了什么。”

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