背 景

ここ数年、風力発電業界は急速に発展し、ギアボックスの信頼性が向上し、故障の頻度が低下しているが、ファンの特殊な設置環境のため、極端な気候条件にさらされることが多く、異常な温度、湿度、負荷の試練を経験し、周囲にはさまざまな汚染リスクが存在している。そのため、機械を止めてギアボックスの故障を解消しなければならない場合もあり、深刻な場合はギアボックスをタワーから降ろしたり、工場に返却したりして修理処理しなければならない場合もあり、関連費用は損傷状況に応じて30万~ 100万元以上である。また、揚重コストが高く、処理時間が長いため、ファンは停止しなければならず、風力発電場の効果に深刻な影響を与える。そのため、動力伝達システムの信頼性を高め、ギアボックスの使用寿命を延長することは、ユニットの運転コストを下げるために非常に重要である。

主歯車箱は風力発電ユニットの核心部品であり、設計寿命は一般的に20年を超える。統計によると、ギアボックスのすべての故障のうち80%は油汚染と関連しており、潤滑油はギアボックス潤滑システムにおいてギアボックス摩擦対間の摩擦を減少させ、摩耗、油温を低下させるなどの重要な役割を果たし、ギア機構の労働力を維持し、使用寿命を延長するために使用されている。そのため、ファンユニットの潤滑油の性能と状態は歯車ボックスが長期的に安全で安定した運転ができるかどうかに直接影響し、歯車ボックスシステムの信頼できる動作の重要な保証である。

本文は紙面に制限され、摩耗及び不純物粒子汚染の角度から0.1μm精密ろ過の必要性は簡単な分析を行い、水分、酸価、漆膜などのその他の要素による総合的な影響をしばらく考慮しない。

0.1μmフィルタ精度の価値の所在
不同粒径的颗粒对系统造成的影响是大相径庭的。从下图1中可以看出，異なる粒径の粒子がシステムに与える影響は大きく異なる。下図1から分かるように、90%以上の粒子径は0 ~ 5μmの間であり、このうち＜1μmの割合はまた70%を超えた。現在市販されているほとんどのオフライン超精密ろ過の絶対精度は3μmレベル。しかし、油膜境界幅は約0.5μm、最も脆弱である。0.5に近いμmの粒子が最も破壊的である。このサイズの粒子が油膜を突破するのを制御できなければ、最終的に雪だるま効果の指数関数的な増加をもたらすことになる。

油系における摩耗及び粒子汚染
風力発電ユニットのギアボックスにとって、歯面摩耗による砥粒のような硬度の大きい粒子は、その危害性が最も強い。しかし大量の粒子は、硬度にかかわらず軸受にとって致命的である。固体不純物粒子のもう1つの影響は、歯車油自体の寿命に与える影響である。金属粒子は往々にして触媒であり、油の酸化を促進することができる。油製品が酸化されると発生する塗膜、油泥、その他の酸性物質は、逆に金属部品に新たな腐食を発生する。同時に油品の酸化後の粘度増加もギアボックスの発熱を増加させ、潤滑不良を招き、新たな摩耗を引き起こす。以下の表に固体粒子不純物が風力発電ユニットの歯車箱に与える主な危害を示した。

固体粒子は油システム中のすべての故障を引き起こす重要な原因である。最も有害なのは、正味寸法と油システム中の移動部品との間の動的公差が似ているか、やや大きい粒子である。砂塵などの小さな摩擦性粒子が油系に入ると、油とともに重要な機械部品に流入し、微小な隙間に引っかかる。これにより、ボールベアリングなどのアセンブリの表面に微小なクラックが発生する。荷重と圧力サイクルにより、表面下面のクラックが広がり、金属特性が低下し、大きな破片が放出されます。

多すぎる粒子は油中の添加剤パックの圧力を増加させる。粒子汚染を制御しないと、洗剤や分散剤が枯渇する可能性があります。微粒子汚染における油洗浄方式は、機械部品の感度、故障のコストの高さ、すなわち部品交換費用、停止費用、安全責任などに依存する。

粒子カウントと機械寿命評価

▲ 图4

オイルフィルターの選択について

従来のオンライン圧力フィルタは、高圧および高流量条件下で動作する必要があり、制限が少ないため、通常はガラス繊維型フィルタである。表面積を増やし、圧力降下を小さくするために、フィルタコアにしわを寄せる。これらはメインシステムポンプの後に取り付けられているため、フィルタの循環流量に非常に不利であり、複数回の起動停止の条件下では、通常非常に耐久性があります。したがって、微粉粒子を捕捉し保持することは非常に困難であり、これらのオンラインフィルタの定格値が10 ~ 30である理由でもあるμmの原因。しかし、フィルタが停止/起動時の圧力衝撃を受けると、捕捉された多くの粒子が再び放出される。ガラス繊維圧力フィルタは固体粒子しか除去できず、フィルタの深さと体積が比較的小さいため、汚れの収容量は限られており、一般的には1 ~ 100 gにすぎない。また水分を吸収することができず、油泥や漆膜などの分解物を保持することもできない。現代のファン歯車油システムは通常、オフラインフィルタで汚染を除去する2つの洗浄システムを組み合わせ、オンライン圧力フィルタは重要なコンポーネントの前の安全または「最後」のフィルタとして使用されています。

欧米では多くのファンメーカーや顧客が超精オフラインフィルタを標準装備している。我が国が2018年9月に発表した国家規格GB/T 19073-2018/IEC 61400-4：2012（下図）もオフライン式フィルタリングシステムの追加を重点的に推薦した。ファン技術の進歩に伴い、所有者の設備の安定運転に対する要求は絶えず高まっており、近い将来には高精度オフラインフィルタは必然的に我が国の風力発電ユニットの標準製品になると信じている。

 结束语

集亿思“啄木鸟”GP3000億思「啄木鳥」GP 3000シリーズの超精密ろ過システムを集め、単一のろ過コアは同時に汚染不純物、異なるタイプの粒子、水分、漆膜分解物を除去し、酸価を抑制することができ、油品添加剤に影響を与えない。0.1μm超高精度ろ過は油品を長期にわたって≦ISO 14/12/10（NAS 3）基準にすることができ、油品と設備の寿命を大幅に延長し、部品の損失を低減する。特殊な条件下では、一生オイル交換を必要とせず、ユーザーのために高価なオイル購入費用を節約することができる。

GES-GP 3000シリーズの超精密ろ過システムを使用して、対応する「二重炭素」目標、廃油ゼロ排出。風力発電機の全寿命周期の総合維持関連費用を大幅に下げ、平価時代に風力発電機の安定運転を保障し、発電量を高める。