风力发电机液压站蓄能器失效分析及采取措施的研究.docx
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1、摘要:蓄能器作为液压系统中重要部件,对整个风电机组稳定及安全运行有不可或取的作用,本文以蓄能器失效实例为研究对象,对蓄能器失效现象进行分析,旨在通过有效的精维护工作结合器件运行控制与运行实际工况的配合,减少失效情况的出现和延长器件使用寿命。关键词:蓄能器;失效;压力;检测引言液压系统中蓄能器一方面通过压缩气体为系统保持压力,一方面为液压系统提供应急压力,随着风电机组装机容量的增大,运行时间的增加,机组部件维护任务日趋繁重,影响机组稳定运行的主要因素由一次性偶发故障逐渐转变为长期运行所导致的器件疲劳式损坏,并且具备批量性,周期性特征。诚然,部分器件使用寿命有限,但也和维护工作科学细致程度,器件设
2、计与运行工况是否匹配关系密切,通过分析失效现象,进而制定对应措施对保证风机稳定安全运行作用巨大。1、蓄能器失效现象液压系统中蓄能器没有直接信号监测点,蓄能器的失效表现主要体现在液压系统补充压力时间过长甚至打压时压力无法达到设定值要求,尤其是执行偏航动作时,系统压力由140bar降到20bar,偏航结束后,齿轮泵工作,将系统压力再补充至14Obar的过程。对于失效蓄能器,多次测试偏航半泄,所得补压时系统压力值1分钟内的数据变化如下:压力(bar)147101316192225283134374043464952S558W(三)如上图,尽管齿轮泵一直工作,但系统压力上升缓慢,达不到风电机组15秒内
3、系统压力上升至设定值的要求。更换蓄能器后再次进行偏航半泄测试,主系统压力1分钟内数据变化如下:压力(bar)1471013161922252831343740434649525558时间Q)如上图所示,正常蓄能器压力建立时间明显缩短,符合风电机组对液压系统的要求。通过对多台风电机组多次试验,对比失效和正常的蓄能器打压时系统压力上升情况,正常蓄能器在系统压力恢复至设定值压力大约用时6-7秒,而失效的储能器在系统恢复压力时需要远大约15秒时间。实例中所用蓄能器为隔膜式蓄能器,有两个半球形壳体,两个半球之间夹着一个橡胶薄膜,将液压油和氮气分开,如下图:烫程0芭逑沁蓄能器中预充氮气压力为120bar,
4、体积为0.751.,当齿轮泵工作时,会将液压油打入蓄能器中以压缩气体,根据理想状态方程plVl=p2V2,如果将系统压力补充至15Obar,则蓄能器内部氮气体积被压缩为0.61.,所以齿轮泵工作时需要注入0.151.的液压油,而齿轮泵的打油量为每分钟1.681.,每秒打油量为0.0281.,理论上在将系统压力补充至15Obar压力情况下所用时间为53秒。实例中从齿轮泵开始工作至风电机组因15秒内系统压力没有补充至设定值而报出故障,注油量已达0421.,同比理论情况下打压到15Obar的压力所需油量已经增加了两倍多,可见蓄能器内部充氮压力已经远远小于标准12Obar的压力值。故判断失效蓄能器内部
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