大唐定边风力发电有限责任公司油房庄风电场27台华创双馈机组发电机及集电环散热改造科技研究报告

大唐定边风力发电有限责任公司油房庄风电场27台华创双馈机组发电机及集电环散热改造科技研究报告

史文博

大唐定边风力发电有限责任公司 陕西省榆林市 719000

关键词：风力发电、集电环散热、发电机

1、研究背景：

随着能源消耗日益增长和环境进一步恶化，风力发电作为近期内技术成熟、可大规模发展的可再生能源，被世界各国作为本国能源的重点进行发展。然而，随着风力发电机单机容量不断增大、装机数量逐年递增，发电机的散热问题成为风力发电向前发展的关键点之一。华创双馈机组作为当前市场上常见的变速恒频风力发电机组之一，其散热系统的性能直接影响到机组的运行效率和稳定性。因此，对华创双馈机组发电机及集电环散热进行改造研究，具有重要的现实意义和应用价值。

2、研究的主要内容：

2.1基本概况：

油房庄风场位于榆林市定边县油房庄乡，油房庄风电场安装47台由沈阳华创风能有限公司生产的机组，机型为CCWE2000-116双馈式风力发电机组，单机容量为2MW，额定风速10m/s,切入风速3m/s，切出风速22m/s风电机组的轮毂中心高度80m。因大风时间段机组满功率运行时发电机轴承温度较高导致发电机轴承温度高故障，且发电机集电环因高温导致出现开裂现象，影响机组可利用率；对华创双馈机组发电机轴承进行技术改造，对发电机集电环、轴承外盖、油挡、散热电机、过滤网、滑环圆盖、碳刷支架、碳刷反馈线进行更换保证机组正常运行。

2.2方案及设计：

1、工作准备

1）发电机脱网停机

2）拆除观察孔盖板, 将螺栓和弹垫拆下后放在机舱不易掉落并易于拿取的地方。用手电筒观察转子引出线状态并记录。

3）安装操作平台。

4）拆除空冷器排风口软管。

5）拆除空冷器排风口。

6）安装葫芦吊具。

2、操作过程

1）拆除辅助接线盒内轴承传感器线、避雷器线。

2）拆除油管并防护。

3）拆除滑环室与除尘箱软管。

4）拆除转子接线盒引出线。

5）拆除主碳刷、接地碳刷，首先拔出压指弹簧，抽出碳刷，再装上压指弹簧，插入碳刷。

以上步骤同步进行。

3、拆除滑环

1）拆除编码器力矩臂，并拆除滑环室后盖板。

2）拆除编码器。

3）拆除滑环室后盖板、挡风罩。

4）拆除与滑环连接的转子引出线。

5）拆除编码器小轴。

6）拆除转子引出线护套。

7）防护滑环，用白布或纸板将滑环防护好。

8）利用拆滑环工装，拆除滑环，注意：扭动螺杆时应均匀对称加力，搬运滑环时防止磕碰表面。

9）滑环与转轴脱离前，应用吊绳将滑环绑扎牢固，吊葫芦承受一定重力，起吊点应在滑环重心；滑环与转轴脱离时，一人向传动端方向推滑环，防止滑环滑落。

4、拆滑环室

1）用吊绳将滑环室绑扎牢固，吊葫芦承受一定重力，起吊点应在滑环室重心。

2）拆除滑环室与端盖螺栓。

3）拆下滑环室，拆除时保护好轴承传感器线、注油器油管。

5、拆外风扇

1）用拉拔器拆除转轴中的销子。

2）利用拆风扇工装拆除外风扇，注意：扭动螺杆时应均匀对称加力。

6、拆端盖

1）从机座观察孔看，是否有一相转子引出线斜孔在最上端，如没有，应转动转子，使斜孔朝上。

2）拆除轴承外盖上的油管。

3）拆除轴承外盖。

4）现在端盖顶丝孔中安装一个长螺栓，绑好吊带，吊葫芦承受一定端盖重力。

5）拆除端盖与机座螺栓，用吊葫芦将端盖吊下。

7、清理轴承油脂并添加新油脂

1）观察润滑脂、轴承的颜色、状态，是否有高温现象。

2）用工具清理轴承油脂，能看到金属关泽。

3）用油枪往轴承内注入润滑脂。

8、恢复

1）恢复转子，按拆卸相反方向分步恢复，注意螺栓涂抹螺纹锁固剂。

2）编码器小轴安装后，应检查径向跳动，要求小于0.05mm。

3）拆除手拉葫芦、葫芦吊具、操作平台。

4）通知业主，恢复风机运行。

3、效果分析：

1）发电机轴承温度降低

改造后，发电机轴承的温度显著降低。通过优化润滑系统和增强冷却效果，轴承的散热性能得到大幅提升。同时，智能监控系统的应用，使得在温度异常时能够及时调整负载或启动备用冷却系统，进一步保障了轴承的安全运行。

2） 集电环开裂问题得到解决

改造后，集电环的散热条件得到改善，材料选择更加合理，电刷与集电环的接触也更加均匀。这些措施有效降低了集电环的温度，从而解决了因高温导致的开裂问题。集电环的稳定运行，保证了励磁系统的稳定性和机组的整体性能。

3）机组可靠性和可利用率提高

散热改造后，机组的可靠性和可利用率得到显著提升。发电机轴承和集电环的故障率明显降低，减少了因故障导致的停机时间。同时，机组的运行效率也得到提高，为风力发电行业的可持续发展提供了有力支持。

4）散热改造不仅提高了机组的可靠性和可利用率，还带来了显著的经济效益。通过减少故障率和停机时间，降低了维修成本和维护成本。同时，机组的运行效率提高，使得发电量增加，进一步提高了经济效益。

4、结论：

1）改造后的散热系统显著提高了制冷效率，降低了机舱内温度，提高了发电机和集电环的散热性能。

2）改造后的机舱密封结构有效防止了风沙和雨水的侵蚀，延长了机舱内部件的寿命。

3）智能温控系统的应用减少了电能浪费，提高了机组的运行效率。

未来，将进一步优化散热系统的设计和控制技术，提高风力发电机的整体性能和稳定性，为风力发电行业的发展做出更大的贡献。