制動(dòng)器剎車片磨損故障造成風(fēng)機(jī)偏航應(yīng)對(duì)分析

【摘要】：隨著我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)風(fēng)電的裝機(jī)容量呈爆炸式增長(zhǎng)。裝機(jī)容量增長(zhǎng)的同時(shí)，伴隨著運(yùn)維技術(shù)的不斷進(jìn)步，風(fēng)電機(jī)組的故障分析與處理是運(yùn)維人員需要掌握的一項(xiàng)技能，而技能往往需要實(shí)踐來提高。從風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢修人員的角度總結(jié)了針對(duì)風(fēng)機(jī)偏航制動(dòng)器剎車片磨損故障的處理過程，分析了處理的重點(diǎn)和方法，并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)提出一些建設(shè)性意見。

【關(guān)鍵詞】:風(fēng)電機(jī)組;偏航制動(dòng)器剎車片;液壓站

1.目的

以廣東粵電湛江風(fēng)力發(fā)電有限公司下屬的勇士風(fēng)電場(chǎng)為例，介紹風(fēng)電機(jī)組偏航制動(dòng)器剎車片磨損故障的分析與處理過程，由此來舉一反三，幫助今后解決類似問題，提高現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的專業(yè)技能。

2.事件簡(jiǎn)介

運(yùn)維人員在對(duì)勇士風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行巡檢中發(fā)現(xiàn)，其中1臺(tái)風(fēng)機(jī)剎車盤出現(xiàn)長(zhǎng)槽小坑凸點(diǎn)等現(xiàn)象，剎車盤邊緣有數(shù)道長(zhǎng)槽，偏航剎車盤上表面有粉末片狀的金屬雜物［1］。該日，班組負(fù)責(zé)人去現(xiàn)場(chǎng)對(duì)磨損情況進(jìn)行確認(rèn)取證3d后，該臺(tái)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)液壓站油位低故障報(bào)警，運(yùn)維人員再次到場(chǎng)進(jìn)行檢查1周后，運(yùn)維人員更換了其中1套制動(dòng)器與6個(gè)剎車片，于5d后進(jìn)行復(fù)查，發(fā)現(xiàn)新?lián)Q剎車片嚴(yán)重磨損2d后，運(yùn)維人員再次登機(jī)進(jìn)行檢查與故障處理，處理后恢復(fù)了機(jī)組正常運(yùn)行，目前機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，暫未出現(xiàn)故障。

3.這故障處理與分析

01.現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

3.1.1第yi次巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題

巡檢中發(fā)現(xiàn)剎車盤出現(xiàn)長(zhǎng)槽、小坑、凸點(diǎn)等現(xiàn)象，剎車盤邊緣有數(shù)道長(zhǎng)槽，偏航剎車盤上表面有粉末片狀的金屬雜物。

3.1.2針對(duì)液壓站油位低檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題

出現(xiàn)液壓站油位低后，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維人員會(huì)同風(fēng)機(jī)廠家人員檢查后發(fā)現(xiàn)存在以下現(xiàn)象：

1)風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)壁、風(fēng)機(jī)內(nèi)部平臺(tái)有大量油跡。

2)液壓站油位顯示低于警示線。

3)偏航制動(dòng)器接油瓶爆裂

3.1.3拆卸偏航制動(dòng)器后的檢查結(jié)果

拆卸偏航制動(dòng)器后對(duì)制動(dòng)器本體剎車片以及油管分別進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)存在以下現(xiàn)象

02故障分析判斷

檢查中發(fā)現(xiàn)的最直觀現(xiàn)象為剎車片磨損異常，剎車片摩擦部分全部磨穿，造成這一現(xiàn)象的可能原因如下：

1)制動(dòng)器剎車片質(zhì)量問題，無法滿足摩擦需求［2］，現(xiàn)場(chǎng)更換了1批新剎車片，僅5d后便全部磨穿，新摩擦片不可能批量性的出現(xiàn)如此嚴(yán)重的質(zhì)量問題，從而排除此項(xiàng)原因。

2)制動(dòng)器損壞，制動(dòng)器內(nèi)部存在卡澀導(dǎo)致活塞頭無法正常收回，從而磨穿剎車片［3］，拆卸制動(dòng)器后發(fā)現(xiàn)上部制動(dòng)器活塞頭伸出較多，使用橡膠錘可以將活塞頭敲回液壓缸，表明活塞頭無卡澀［4］，排除此項(xiàng)原因。

3)安裝工藝不滿足需求，若剎車片安裝不均勻會(huì)導(dǎo)致摩擦異常，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果，剎車片安裝穩(wěn)固并且間距均勻，不會(huì)存在受力不均現(xiàn)象，從而排除此項(xiàng)原因。

4)偏航剎車盤表面粗糙，增大摩擦系數(shù)導(dǎo)致磨損加劇，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)剎車盤表面毛刺較多，并且凹凸不平，會(huì)對(duì)剎車片的摩擦造成一定程度的加速，但是不會(huì)造成剎車片出現(xiàn)磨穿現(xiàn)象。

5)偏航正壓力與阻尼壓力過大，造成摩擦片磨損異常，由于偏航系統(tǒng)在偏航動(dòng)作與偏航不動(dòng)作時(shí)壓力不同，因此壓力切換過程頻繁，容易出現(xiàn)故障，因此此項(xiàng)因素為主要排查因素［5］。

03現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

根據(jù)檢查分析，將排查重點(diǎn)放在排查偏航正壓力與阻尼力過大的原因，針對(duì)此項(xiàng)問題，先后多次進(jìn)行試驗(yàn)。

1)檢查液壓站油管接線，若油管線路接錯(cuò)，會(huì)將主軸制動(dòng)器壓力和液壓站系統(tǒng)壓力作用于偏航制動(dòng)器，從而造成偏航制動(dòng)壓力過大，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查，油管線路正確，排除此項(xiàng)因素。

2)進(jìn)行背壓試驗(yàn)，調(diào)整偏航背壓調(diào)節(jié)閥(穩(wěn)壓閥)，將偏航背壓調(diào)整為10bar，進(jìn)行手動(dòng)偏航，發(fā)現(xiàn)偏航時(shí)制動(dòng)器聲響巨大，此現(xiàn)象表明偏航動(dòng)作時(shí)制動(dòng)壓力可能未釋放。

3)根據(jù)背壓試驗(yàn)結(jié)果測(cè)試背壓調(diào)節(jié)閥(穩(wěn)壓閥)是否失效［6］，將液壓站上的壓力表拆至背壓測(cè)量接口，手動(dòng)合上控制偏航壓力釋放的繼電器52K3，觀察表計(jì)顯示數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)背壓顯示為10bar，表明背壓調(diào)節(jié)閥工作正常。

4)由于偏航動(dòng)作時(shí)，偏航制動(dòng)壓力釋放是通過偏航壓力控制電氣原件釋放電磁閥，通過背壓調(diào)節(jié)閥(穩(wěn)壓閥)，將制動(dòng)器壓力降低至整定值［7］，因此，如果控制回路無法正常工作，會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)器壓力無法及時(shí)釋放，從而增大偏航阻尼力與正壓力現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)偏航測(cè)試，發(fā)現(xiàn)有異響聲音，核對(duì)52K3繼電器動(dòng)作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)無吸合聲音，使用萬(wàn)用表測(cè)量發(fā)現(xiàn)52K3未得電;更換52K3并重新緊固電氣線路接線后再次進(jìn)行手動(dòng)偏航測(cè)試，此時(shí)偏航系統(tǒng)動(dòng)作聲音正常，52K3有吸合聲音并且使用萬(wàn)用表測(cè)量發(fā)現(xiàn)52K3得電據(jù)此，判斷為52K3失效造成偏航動(dòng)作時(shí)正壓力無法釋放，從而加劇剎車片磨損，導(dǎo)致出現(xiàn)剎車片磨損異?，F(xiàn)象。

5)更換新剎車片后多次進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)偏航測(cè)試［8］，發(fā)現(xiàn)繼電器動(dòng)作正常、液壓系統(tǒng)油管無滲漏、偏航系統(tǒng)無異響、制動(dòng)器剎車片無明顯粉末產(chǎn)生，驗(yàn)證了上述第4點(diǎn)的判斷結(jié)果。

由于檢查、測(cè)試發(fā)現(xiàn)52K3繼電器失效，并且剎車片已磨穿偏航剎車制動(dòng)盤表面毛刺較多并且有凹凸痕跡，特進(jìn)行以下處理：

1)更換52K3繼電器并緊固偏航控制系統(tǒng)全部電氣接線。

2)更換偏航制動(dòng)器剎車片，根據(jù)偏航制動(dòng)器維護(hù)說明書中要求，偏航制動(dòng)盤直徑每1000mm，剎車片間隙要求不低于1mm，根據(jù)勇士風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)，換算后安裝間隙應(yīng)不低于3mm，表1為新?lián)Q剎車片安裝后的測(cè)量數(shù)據(jù)。

3)偏航制動(dòng)盤打磨，已使用拋光機(jī)進(jìn)行拋光處理，經(jīng)拋光后消除了盤表面的毛刺，但是由于凹凸痕跡過深，未能進(jìn)行處理。

4)偏航制動(dòng)盤、偏航制動(dòng)器表面鐵塊、碳粉清理，已使用毛刷吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行徹底清理，清除了表面殘存物質(zhì)

5)偏航制動(dòng)器液壓缸排空，已多次加壓、泄壓進(jìn)行排空。

4優(yōu)化建議

風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)控制回路故障后，偏航動(dòng)作時(shí)無法正常泄壓，但是風(fēng)機(jī)未有該報(bào)警信號(hào)，導(dǎo)致出現(xiàn)了剎車片磨穿情況。對(duì)此，提出以下幾點(diǎn)建議：

1)運(yùn)維人員加強(qiáng)風(fēng)機(jī)巡視，定期檢查風(fēng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)，對(duì)異常情況及時(shí)上報(bào)并進(jìn)行判斷與處理。

2)在偏航制動(dòng)系統(tǒng)增加信號(hào)點(diǎn)，引入報(bào)警信號(hào)經(jīng)了解，同類型制動(dòng)器設(shè)有偏航制動(dòng)器剎車片行程開關(guān)信號(hào)，對(duì)剎車片的磨損能快速進(jìn)行反饋，避免故障擴(kuò)大化［9］;另外，以保定天威1500－77機(jī)型為例，液壓站有3個(gè)壓力檢查口(分別為系統(tǒng)壓力檢測(cè)口主軸壓力檢測(cè)口以及偏航背壓檢測(cè)口)，目前只裝了一個(gè)壓力檢測(cè)表［10］(安裝在主軸壓力檢測(cè)口處)，建議增加壓力表并將壓力信號(hào)接入風(fēng)機(jī)主控制程序進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并引入保護(hù)信號(hào)以避免故障擴(kuò)大化。