风机毕业论文

酒泉职业技术学院

毕业论文

2012 级风能与动力技术专业

题目：风电机组振动监测与减振、

减噪措施分析

毕业时间：二〇一五年六月

学生姓名：马立东

指导教师：甄亮

班级：12级风能与动力技术（2）班

2014 年10月10日

目录

摘要 (1)

一、风力发电概述 (1)

（一）风力发电的现状 (1)

（二）风力发电机组存在的问题 (2)

（三）风力发电机组振动监测的意义 (4)

二、风力发电机组齿轮箱振动测试与分析 (4)

（一）齿轮箱振动测试 (4)

（二）齿轮箱中主要故障及其原因分析 (5)

（三）小结 (7)

三、风力发电机的减振、减噪措施 (8)

（一）风力发电机组发电机减振器的研究 (8)

（二）大功率风力发电机组齿轮箱减振支撑的结构特点与应用 (8)

四、总结 (11)

参考文献： (12)

致谢 (13)

风电机组振动监测与减振、减噪措施分析摘要：我国的风能资源丰富，储量居世界首位，为此我们应该大力开发，充分利用可再生能源。为改善我们的生活，更应该对新能源技术不断改进来大大提高能源的利用效率。本文重点分析了振动诊断和监测技术在风力发电机组状态监测，完成以下工作。由风力发电机组所受外部激振力及其自身结构特点，主要分析了风力发电机组整机系统与齿轮箱的振动特征。根据风力发电机组的振动特征，总结了几种风力发电机组振动诊断方法。通过对材料和其他技术的改进，来对风力发电机组进行减振、减噪处理。

关键词:风力发电机组；振动诊断；振动状态监测；减噪、减振

一、风力发电概述

（一）风力发电的现状

目前世界能源主要来自不可再生的能源，如:煤、石油、天然气和核能。这样的能源结构不仅导致能源的短缺，而且造成严重的环境问题。风能作为一种可再生清洁能源已越来越受到全世界各国政府的欢迎和重视。图1为各国的风机装机容量，全球的风能资源约为2.74x1012Kw，其中可利用的风能为2x1010KW，比地球上可开发利用的水能总量还要多10倍。2005年2月旨在限制温室气体排放量的《京都议定书》也已正式生效，这对世界风电行业的发展将会带来重大的影响。随着风电各项技术的成熟，风力发电在抑制二氧化碳排放可大大降低，稳定石油价格波动等能源问题上的优势将会越来越明显，在世界范围内风电行业正蓄势待发。

图1各国风机装机容量

（二）风力发电机组存在的问题

目前我国已建成的风电场的风力发电机组有相当部分是上世纪90年代中后期由国外购进的，其单机容量为250Kw、300Kw、500Kw、600Kw、660Kw、750Kw等几种机型。这些机组寿命一般为15-20年，保修期为2年，随着机组运行时间的延长，目前这些机组陆续出现了一些故障，包括风轮叶片、齿轮箱、发电机以及控制系统等故障，从而导致机组停止运行，严重影响发电量，造成经济损失。目前在我国运行的风力发电机组中，出现故障的概率己占了一定的比重，需认真分析分析。如图2所示。

图2 各类型故障停机次数所占比例

比如对神华国华能源投资有限公司投运的风力发电机进行的一次故障统计，统计显示:虽然在停机次数上，风力发电机变桨系统、变频器、电气系统和电气控制占

61.9%，发电机、主轴承和齿轮箱占18.1%(如图2所示)，但从停机的时间上后者却占68.7%(如图3所示)。因此，保证发电机、齿轮箱、主轴承等机械零部件的安全运行至关重要，如图3所示。

图3 各类型故障停机时间

1.风电机组振动监测的必要性

风力发电机组是风电场的关键设备。长期以来,风力发电机一直采用计划维修与事后维修方式。计划维修即运行2500h和5000h后的例行维护,如检查螺栓力矩,加注润滑脂等。该维修体制无法全面、及时地了解设备运行状况。事后维修则因事前准备不足,往往造成维修工作旷日持久,损失重大。以下两个实例可以看出对机组实施状态监测的必要性:(1)一次某机组声音异常,怀疑其传动齿轮箱有故障。用便携式测振仪采集振动数据,经与其他机组比较后认为,该机齿轮箱中间级和高速级存在异常,开箱检查证实了该判断。由于发现及时,故障没有进一步发展。类似这种声音异常是机械故障的重要特征,只要留心就可及时发现。但2500h和5000h的例行维护都是在停机状态下进行,无法反映机组运行时的状况,况且时间间隔太长,即便有问题也不能及时发现。(2)某台进口风力发电机组,现场人员反映振动较大。用便携式测振仪采集振动数据,并与另一台同型机组比较后认为,该机齿轮箱、发电机可能存在机械故障。由于该齿轮箱、发电机没有备件,在检修期间该机组不得不停运,影响了发电量。

风力发电机运行是否正常直接影响着风力发电的产量，风机故障可能会导致机

组本身的损坏，甚至有可能造成更严重的后果。由于风场的环境恶劣加之自身结构等特点，风力发电机所受的外部激振力和振动自由度相对其他大型旋转机械要多，为了保障风机的安全运行，对其运行状况进行振动状态监测非常重要。

（三）风力发电机组振动监测的意义

风力发电机组振动状态监测与故障诊断技术在工程中应用的重大意义:

1.提高机组运行的可靠性、安全性

振动状态监测与故障诊断技术能够及时、正确地对机组的各种异常状态或故障状态做出诊断，预防或消除故障，避免重大事故发生，保证风力发电机组安全，可靠地运行。

2.给企业带来可观的经济效益

由于振动状态监测与故障诊断能避免因突发性故障发生造成的经济损失，延长机组使用寿命。还能为制定有计划的维修提供依据，可在无风期安排维修，缩短维修时间，减少备件数，降低风力发电设备的维修费用，能给企业带来巨大的经济效益。

二、风力发电机组齿轮箱振动测试与分析

（一）齿轮箱振动测试

现对某个风电场机组齿轮箱的不同测点（图4）做振动测试和分析。