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华创CCWE1500风电机组叶轮锁紧装置优化策略及应用

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成果主要完成人

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项目概况

一、立项背景:目前华创CCWE1500型风电机组采用的叶轮锁定装置,存在润滑不到位、易锈蚀卡死、叶轮锁定装置前端重量太重、操作困难、叶轮锁定装置易损坏失效、锁定困难等缺陷。对机组的维护作业造成了极大障碍,严重影响了机组的日常检修维护工作,降低了机组的可利用率、增加了人员运行维护作业的风险。 为了解决此问题,特研究在不改变设备总体结构及控制成本的前提下,对叶轮锁定装置进行技术改造,以延长叶轮锁的使用寿命、保证叶轮锁的正常操作的顺利进行,减少检修维护的工作时间、提高风场的运行效率。 

二、改造方案:(一)机组概况 华创CCWE1500风电机组采用水平轴、三叶片、上风向、电动独立变桨系统、主动偏航系统(带压偏航)、双馈发电机的总体设计方案,额定功率为1500kW。制动系统分成两类:一类是机械制动,一类是空气动力制动。在机组的制动过程中,由两种制动形式相互配合实现机组的正常停机与制动。 (二)问题分析 目前所使用的叶轮锁,由于结构原因,存在以下几个缺点: 1、锁紧手柄以及锁紧调节杆较细,而机械销轴太长且直径较大,锁紧调节杆长时间使用无法承受机械销轴的重量。 2、整套叶轮锁,无润滑装置且没有注入润滑油的部位,长时间使用后,导致锁紧销锈蚀,而无法推动。 3、锁紧推杆由于长时间得不到润滑,螺纹与固定装置产生锈蚀卡涩,而无法推动机械销轴。 (三)优化措施 在现有叶轮锁定装置主体结构及固定结构的基础上,充分考虑优化成本与操作便利性。 对叶轮锁定装置做如下改进: 1、缩短机械销轴的长度,将原来一体式的锁紧销轴分解为锁紧销轴和锁紧支架筒两部分,使锁紧销轴锁紧部分可以伸缩自如,叶轮锁总体重量相应减小,锁紧推杆受力减小。 2、增加润滑孔,使锁紧调节杆和锁紧销均能得到润滑,避免卡涩。 

三、功能效果:经改造后,叶轮锁能够更加灵活、可靠的进行锁紧、释放操作,并且能够通过润滑孔对机械销轴进行润滑,避免出现锈蚀、卡滞等问题。 

四、创新性及亮点:(一)为检修作业人员的检修作业提供了安全保障。 (二)减少了因为叶轮锁卡滞而延误的工作时间,提高了检修维护作业的工作效率。 (三)解决了叶轮锁锈蚀问题,延长了叶轮锁的使用寿命。 

五、实施效果及推广价值: 完成改造后运行已满一年,对比发现单台次机组平均可节省2小时的维护时间,估算得到甸顶山风电场一期全年可提高发电量约120万千瓦时,全年可增加利润约60万元。 截止2018年底,我国风电市场中,华创机组装机容量占495万千瓦,若将此改造方法推广开来,全年平均可提高发电量约11880万千瓦时,并且此技术改造实施操作较方便,效果明显,具有较大的推广空间。