风力发电机组部件及系统的运行、维护与检修

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1、模块七模块七 风力发电机组部件及系统的运风力发电机组部件及系统的运行、维护与检修行、维护与检修任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修【学习背景学习背景】 液压系统是以有压液体为介质，实现动力传输和运动控制的机械单元。液压系统具有传动平稳、功率密度大、容易实现无级调速、易于更换元器件和过载保护可靠等优点，在大型风力发电机组中得到广泛应用。 在定桨距风力发电机组中，液压系统主要用于空气动力制动、机械制动、以及偏航驱动与制动；在变桨距风力发电机组中，液压系统主要用于控制机构和机械制动，也用于偏航驱动与制动。此外还常用于齿轮箱润滑油

2、液的冷却和过滤；发动机冷却；变流器的温度控制；开关机舱和驱动起重机等。2任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修能力目标能力目标 (1)了解液压系统的结构组成；(2)熟悉液压系统调试的步骤；(3)掌握液压系统调试与维修的方法；(4)掌握液压系统常见的故障及排除方法。3任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 【基础知识基础知识】 1液压系统的结构组成液压系统的结构组成 液压系统由各种液压元件组成。液压元件可分为动力元件、控制元件、执行元件和辅助元件。动力元件将机械能转化为液体压力能，如液压泵。控制元件控制系统压力、流量、方向以及进行信号转换和放大，作为控制元件的主要

3、是各类液压阀。执行元件将流体的压力能转换为机械能，驱动各类机构，如液压缸。辅助元件为保证系统正常工作除上述3种元件外的装置，如油箱、过滤器、蓄能器、管件等。4任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 1 ）液压泵(1)液压泵分类 液压泵是能量转换装置，用来向液压系统输出压力油，推动执行元件做功。按照结构的不同，液压泵可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等。按照压力的不同，可分为低压泵、中压泵、中高压泵、高压泵和超高压泵。按液压泵输出流量是否可以调节，又分为定量泵和变量泵。(2)液压泵的性能参数 额定压力、理论排量、功率和效率是液压泵的主要性能参数。5任务二任务二 液压系统的调试与

4、检修液压系统的调试与检修 2 ）液压阀 液压阀按其功能可分为：方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。 3） 液压缸 液压缸系统的执行元件，是将输入的液压能转换为机械能的能量转换装置，它可以非常方便的实现直线往复运动。4） 辅助元件 液压系统中的辅助元件包括油管、管接头、蓄能器、过滤器、油箱、密封件、冷却器、加热器、压力表和压力表开关等。6任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修2. 液压系统调试前的准备工作 调试是调整和试验的简称，调试的方法就是在试验的过程中进行调整，然后再试验再调整，如此反复直到液压系统的动作和控制功能满足设计要求为止。参与调试的人员应分工明确，统一指挥。调试前

5、应熟悉并掌握风力发电机组生产厂商向用户提供的液压系统使用说明书，其内容主要包括：v风力发电机组的型号、系列号、生产日期。v液压系统的主要作用、组成及主要技术参数。v液压系统的工作原理及使用说明书。v液压系统正常工作的条件、要求（如工作油温范围、油的清洁度要求、油箱注油高度、油的品种代号及工作粘度范围、注油要求等）。v液压系统的调试方法、步骤、操作要求及注意事项。7任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修1 ）液压系统进入调试的条件(1) 需调试的液压系统必须循环冲洗合格。(2) 液压驱动的主机设备全部安装完毕，运动部件状态良好并经检查合格。(3) 控制调试液压系统的电气设备及线路

6、全部安装完毕并检查合格。(4) 确认液压系统净化符合标准后，向油箱加入规定的液压油。(5) 根据管路安装图，检查管路连接是否正确、可靠、选用的油液是否符合技术文件的要求，油箱内油位是否达到规定高度，根据原理图、装配图认定各液压元件的位置。 8任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 (6) 清除主机及液压设备周围的杂物，调试现场应有必要明显的安全设施和标志，并由专人负责管理。2 ）液压系统调试前的检查 (1) 根据系统原理图、装配图及配管图检查液压系统各部位，确认安装合理无误。检查并确认每个液压缸由哪个支路的电磁阀操纵。 (2) 液压油清洁度采样检测报告合格。 (3) 电磁阀分别

7、进行空载换向，确认电气动作是否正确、灵活，符合动作顺序要求。 (4) 将泵吸油管、回油管上的截止阀开启，泵出口溢流阀及系统中安全阀手柄全部松开；松开并调整液压阀的调节螺钉，将减压阀置于最低压力位置。9任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 (5) 流量控制阀置于小开口位置。调整好执行结构的极限位置，并维持在无负载状态。若有必要，伺服阀、比例阀、蓄能器、压力传感器等重要元件应临时与循环回路脱离。 (6) 按照使用说明书要求，向蓄能器内充氮。节流阀、调速阀、减压阀等应调到最大开度。103. 液压系统的调试1 ）液压系统需验收资料 液压系统总装出厂试验大纲及验收试验技术文件应由设计单

8、位制定或由用户、制造商和设计单位协商确定。试验大纲及验收试验技术文件应包括如下内容： (1) 试验的目的、要求、条件、方法、步骤及注意事项。 (2) 耐压试验机记录表。 (3) 系统功能试验及记录表。 (4) 系统保压试验及记录表。 (5) 系统静、动态性能试验及记录表 (6) 系统标定、标志及记录表。任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修11任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修2 ）液压系统调试步骤及方法 当液压系统组装、检查、准备完成后，应按试验大纲和制造商试验规范进行调试，需要试验的项目如下： (1) 系统的通路试验 检查其管路、阀门、各通路是否顺畅。

9、(2) 系统空载试验 检查其各部位操作是否灵活，表盘指针显示是否有误、准确、清晰。用电压表测试电磁阀的工作电压。 (3) 密封性试验 试验在连续观察的6h中自动补充压力油两次，每次补油时间约2S。在保持压力状态24h后，检查是否有渗漏现象及能否保持住压力。12任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修（4）压力试验 检查各分系统的压力是否达到了设计要求。打开油压表，进行开机、停机操作，观察液压是否能及时补充、回放，卡钳补油、变桨距和收回叶尖的压力是否保持在设定值。观察在液压补油、回油时是否有异常噪声。记录系统自动补充压力的时间间隔。 (5) 必要时还需进行流量试验 检查其流量是否达

10、到设计要求。 (6) 进行与风力发电机组控制功能相适应的模拟试验和考核试验，要求在执行变桨和机械制动指令时动作正确；检查其工作状况应准确无误、协调一致。在正常运行和制动状态，分别观察液压系统压力保持能力和液压系统各元件动作情况。连续考核运行应不少于24h。变桨距系统试验的目的主要是测试变桨速度、位置反馈信号与控制电压之间的关系。13任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 (7)当液压系统单机试验合格后，应在风力发电场进行风力发电机组的并网调试，检查液压系统是否达到机组的控制要求。分别操作风力发电机组的开关，制动、停机操作，观察叶尖、变桨和卡钳是否有相应的动作。 (8)飞车试验

11、飞车试验的目的是为了设定或检验叶尖空气动力制动机组液压系统中的突开阀，以确保在极限风速下液压系统的工作可靠性和安全性。14任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修4.液压系统的保养液压系统的保养要求： (1) 液压系统油液工作温度不得过高。液压系统生产运行过程中，要注意油质的变化情况。要每三个月定期取样化验，若发现油质不符合要求，要进行净化处理或更换新油液。 (2) 定期检查润滑管路是否完好，润滑元件是否正常工作，润滑油质量是否达标。 (3) 定期检查冷却器和加热器工作性能。 (4) 定期按照设计规定和设计要求，合理调节液压系统的工作压力和工作速度。压力阀、调速阀调到所要求的数值

12、时，应将调节螺钉紧固，防止松动。15任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 (5) 高压软管、密封件要定期更换。 (6) 检查液压泵或电动机运转时是否有异常噪声，检查系统各部位有无高频振动。当系统某部位产生异常时，要及时分析原因进行处理，不要勉强运转。 (7) 经常观察蓄能器的工作性能，如发现气压不足或油气混合时，要及时充气和修理。 (8) 为保证电磁阀正常工作，应保持电压稳定，其波动值不应超过额定电压的5%10%。 (9) 电气柜、电气箱、操作台和指令控制箱等应有盖子或门，不得敞开使用。(10) 主要液压元件定期进行性能测定，实行定期更换维修制。16任务二任务二 液压系统的调

13、试与检修液压系统的调试与检修 (11)检查所有液压阀、液压缸、管件是否有泄露。检查液压缸运动全行程是否正常平稳。 (12)检查系统中各测压点的压力是否在允许范围之内，压力是否稳定。 (13)检查换向阀工作是否灵敏，检查各限位装置是否变动。17任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修5.液压系统的故障诊断1 ）液压系统故障诊断的一般原则 液压系统故障诊断一般应遵循以下原则： (1)首先判断液压系统的工作条件和外部环境是否正常。然后需要搞清楚到底是风力发电机机部分械故障还是电气控制部分故障，或是液压系统本身的故障。同时检查液压系统的各种条件是否符合正常运行的要求。 (2)根据故障现象

14、和特征确定与该故障有关的区域，逐步缩小发生故障的范围。检查区域内的元件情况，分析原因，最终找出发生具体的故障点。18任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 (3)掌握故障种类进行综合分析，根据故障最终的现象，逐步深入找出多种直接或间接的可能原因。为避免盲目性，必须根据液压系统的基本原理，进行综合分析、逻辑判断，逐步逼近，最终找出故障部位。 (4)故障诊断是建立在风力发电机组运行记录及某些系统参数基础之上的。利用机组监控系统建立液压系统运行记录，这是预防、发现和处理故障的科学依据。建立设备运行故障分析表，它是利用经验的高度概括总结，有助于对故障现象迅速作出判断。使用一定检测手段，

15、可对故障做出准确的定量分析。 (5)验证故障产生的可能原因时，一般从最可能的故障原因或最易检验的地方入手，这样可以减小装拆工作量，提高检修速度。19任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 2 ）常用的故障诊断方法（1）感观检查法（2）替换诊断法（3）仪表测量检查法（4）逻辑推理法20任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修6. 液压系统常见故障及原因分析 1）液压阀失灵 如果怀疑有故障的阀是电控（电磁、电液、比例、伺服）阀时，应检查电源、保险和与故障有关的继电器、接触器和各接点、放大器的输入输出信号，彻底排除电控系统故障。 检查液压件的控油压力，以及比例阀和伺服阀

16、的供油压力，排除液控故障。21任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修2）液压系统发热 液压系统发热的原因有两个：一是设计不合理；而是系统运行过程中油液的污染。可以通过手感的方法来检查系统的发热部位。如液压泵、液压马达、溢流阀都是易发热的元件，只要用手触摸就可发现是否过热。若出现过热，应及时采取措施控制油温。在不影响系统情况下，对液压泵、液压马达通常可以采用对外壳冷却降温的措施以控制其发热。3）漏油 漏油是液压系统最为常见的故障，又是最为难以彻底解决的故障。这一故障的存在，轻则降低液压系统参数，污染设备环境，重则使液压系统无法正常工作。 漏油一般分为内泄漏和外泄漏。22任务二任务

17、二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 内泄漏是指液压元件内部有少量液体从高压腔泄漏到低压腔。内泄漏越大，元件的发热量就越大，采用手摸的方法可以检查出来。消除内泄漏的方法：可通过调试液压元件，减少元件磨损量来控制；还可通过对液压元件的改进设计性维修，来减小或消除泄露。 外泄漏的原因：一是管道接头处有松动或密封圈损坏，应通过拧紧接头或更换密封圈来解决；二是元件的结合面处有外泄漏，只要是由于紧固螺钉预紧力不够及密封环磨损引起的，这时应增大预紧力或更换密封环；三是轴颈处由于元件壳体内压力高于油封的许用压力或是油封受损而引起外泄漏，可采取把壳体内压力降低或更换油封来解决；23任务二任务二 液压系

18、统的调试与检修液压系统的调试与检修 四是动配合处发生外泄漏，如活塞杆与滑杆处由于安装不良、V形密封圈预紧力小或者油封受损而出现外泄漏，这时应及时更换油封，调节V形密封圈的预紧力；五是油箱油位计出现外泄漏，这种情况是由水渗入油中或油渗入水中造成的，应通过及时拆修来解决。 4）振动和噪声 液压系统产生振动和噪声主要有液压泵、液压油和各类阀体引起的振动和噪声。 24任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修v液压泵产生的振动和噪声：若是由于电动机底座、泵架的固定螺钉松动、电动机联轴器松动等引起，应对之加以紧固、调整；若是其他传动件出现故障，则应及时更换传动件。当液压泵出现噪声过大时，应重

19、点检查密封圈是否损坏，滤油器是否堵塞。若液压泵振动、噪声突然加大时，则可能是液压泵突然损坏，应停机检修。v液压油引起的振动和噪声：应加强对油液的过滤，定期检查油液的质量，避免因油液污染造成的振动、噪声和发热，同时定期检查油箱油位的高度，以免因油位低而吸入空气。25任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修v各类阀体引起的振动和噪声：一是检查各类阀的密封性是否有损伤，避免因漏气而出现振动、噪声；而是检查各阀的电磁铁是否失灵，若失灵则应及时更换或修理；三是检查各类阀的紧固螺钉是否松动，以免产生震颤声。 除此之外，还应防范由管道引起的振动、噪声，应控制系统中的油温，同时防范因吸油管道漏气

20、、高压管道的管夹松动和元件安装位置不合理所引起的振动和噪声。26任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修【操作指导】1 .任务布置 风力发电机液压系统的安装与调试。2 操作指导 液压系统的安装包括管道的安装、液压件安装和系统清洗。 1)安装前的准备 (1) 安装技术资料的准备与熟悉v系统原理图，包括元件的型号、名称、规格、数量和制造厂家的明细表。v系统的电气和机械控制元件操作时间程序表。v系统设备安装图或按协议规定的其他图样。27任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修v备件清单。 安装人员需对各技术文件的具体内容和技术要求逐项熟悉与了解。深入研究液压系统原理图、电

21、气原理图、管道布置图、液压元件、辅件、管道清单和有关元件样本等，这些资料都应准备齐全，以便掌（2） 物资准备 按照液压系统图和液压件清单，核对液压件数量，并检查其型号规格是否正确，质量是否达到标准，有缺陷的应及时更换。严格检查压力表的质量，查明压力表交验日期，对检验时间过长的压力表要重新进行校验，确保准确。再按图样要求做物质准备，备齐管道、管接头及各种液压元件。28任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修（3 ）质量检验液压元件的质量检验，其检验要求如下：v各类液压元件型号必须与元件清单一致。v每个液压元件上的调节螺钉、调节手轮、锁紧螺母等都要完整无损。v要注意液压元件内部密封件

22、的老化程度，必要时进行拆洗、更换和性能测试。v液压元件所附带的密封件表面质量应符合要求，安装密封件的沟槽尺寸加工精度要符合有关标准。v有油路块的系统要检查油路块上各孔的通断是否正确，并对流道进行清洗。v检查电磁阀中电磁铁芯及外观质量，若有异常不准使用。v各液压元件上的附件必须齐全。29任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修 液压附件质量检查v油箱要达到规定的质量要求。v滤油器型号规格与设计要求必须一致。v各种密封件外观质量要达到要求。v蓄能器质量要符合要求，所带附件要齐全。v空气滤清器用于过滤空气中的粉尘，通过阻力不能太大，保证箱内压力为大气压。 管子和接头质量检查 管接头压力

23、等级应符合设计要求。使用的材质必须有明确的原始依据材料，对于材质不明的管子不允许使用。高压管路必须使用按其工作压力选定的无缝钢管，其管路连接宜采用法兰连接。30任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修2）液压系统的安装要求（1）液压件的安装要求 液压泵的安装：v在安装液压泵、支架和电动机时，两轴之间的同轴度、平行度允许误差应符合规定。液压泵输入轴与电动机驱动轴的同轴度偏差应不大于0.1mm；两轴中心线的倾斜角不应大于1。v直角支架安装时，泵支架的支口中心高允许比电动机的轴稍高，可在电动机底座与安装面之间垫入金属垫片。一旦调整好后，电动机不允许再拆下。v调整完毕后，在泵支架与底板之

24、间钻、铰定位销孔，再装入联轴器的弹性耦合件，然后用手转动联轴器，电动机与泵应转动灵活。v安装各种泵和阀时，应注意各油口的位置，不能反接或接错。31任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修油路块的安装v油路块所有各油流通道时，尤其是孔与孔贯穿交叉处，都必须去除毛刺。v油路块加工完毕后必须用防锈清洗液反复加压清洗。v往油路上安装液压阀时，要核对他们的型号、规格。v核对所有密封件的规格、型号、材质及出厂日期。v装配前再一次检查油路块上所有的孔道是否和设计图一致、正确。v检查所用的连接螺栓的材质及强度，是否达到设计要求，在安装时，必须用测力扳手拧紧。v方向控制阀一般应保持轴线水平安装。v

25、发块装配完毕后，在装到阀架或液压系统之前，应将阀块单独进行耐压试验和功能试验。32任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修其他元件的安装v蓄能器应保持其轴线竖直安装。v应保证液压缸的安装面与活塞杆（或柱塞）滑动面的平行度或垂直度要求。v各指示表的安装应便于观察和维修。（2） 液压管道的安装管道的安装要求v管路敷设、安装应按有关工艺规范进行，应防止元件、液压装置受到污染。v布管设计和配管时都应先根据液压原理图，对所需连接的组件、液压元件、管接头、法兰作通盘的考虑。33任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修v管道的敷设排列和走向应整齐一致，层次分明。尽量采用水平和垂直

26、布管，水平管道的平行度应2/1000,垂直管道的垂直度应2/400，用水平仪检测。v各平行与交叉的油管之间应有10mm以上的空隙，相邻管路的管件轮廓边缘的距离应小于10mm。v液压泵吸油管的高度一般不大于500mm。吸油管道的接合处应涂以密封胶，保证密封良好。溢流阀的回油管道不用靠近泵的吸油管口，以免吸入温度较高的油液。v回油管应伸到油箱液面以下，以防油液飞溅而混入气泡。v接头、螺塞、元件紧固件的拧紧力应符合有关规范或厂家的规定。v软管的安装要避免软管和接头造成附加的受力、扭曲变形、急剧弯曲、摩擦等不良情况。34任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修管路的试装配：v液压系统的全

27、部管路在正式安装前要进行配管试装。管道配管焊接之后，所有管道应按所处位置预安装一次。将各液压元件、阀块、阀架、泵站连接起来。各接口应自然贴合、对中，不能强扭连接。v管路的固定。管夹或管路支撑应符合选用产品的产品标准规定。管子弯曲处两直边应用管夹固定。可以在全部配管完成后将管夹与机架焊牢或用螺栓固定，也可以按需要交叉进行。管路的预清洗：v液压系统管道在配管、焊接、预安装后，再次拆开，用温度4060的10%20%（质量分数）的稀硫酸或稀盐酸溶液酸洗3040min，取出后再用3040的苏打水中和或进行酸洗磷化处理。经酸洗磷化后的管道，向管道内通入热空气进行快速干燥。35任务二任务二 液压系统的调试与

28、检修液压系统的调试与检修v管道在酸洗、磷化、干燥后再次安装起来之前，需对每一根管道内壁先进行一次预清洗。预清洗完毕之后应尽早复装成系统，进行系统的整体循环净化处理，直至达到系统设计要求的清洁度等级。3) 液压系统清洗v液压系统安装完毕之后，系统应在调试前进行循环冲洗。循环冲洗应符合下列基本要求。v伺服阀和比例阀应拆掉，换上冲洗板。v冲洗液的温度：水溶液不超过50；液压油不超过60。v冲洗液应与系统工作油液和接触到的液压装置的材质相适应。v冲洗液的流速宜低，流动应成紊流状态。36任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修v冲洗清洁度应符合相关标准。v滤油精度应高于系统设计要求。4)

29、电器配线液压设备上电器配线应符合下列要求：v 配线种类应符合电气设计要求。v接线盒、线槽、线管应符合选用产品的产品标准规定。v线路敷设应符合线路配线的设计要求。5 ) 控制装置的安装要求v所有控制装置的安装要求，应防止下列不利因素：失灵和预兆事故；高温；腐蚀性气体；油污染电控装置；振动和高粉尘；易燃易爆。v各种控制装置应便于调节和维护。37任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修v人工控制装置应置于操作者的正常工作位置附近并便于操作，不得妨碍设备操作者的正常工作。v回路相互关系。系统某一部分的工况不得对其他部分造成不利影响。v伺服控制系统。伺服阀与相关的执行元件的安装位置应尽可能靠近，以减少阀与执行元件间所包含液体的容体积。v液压泵站控制要求。重要的液压泵站的自动控制应具有下列功能：过滤器污染报警；油液最高油温报警；热交换装置根据油温信号自动工作；主压力油的失压报警；液压泵的工作信号指示。38任务二任务二 液压系统的调试与检修液压系统的调试与检修【触类旁通】： 根据液压系统的安装和调试的要求，掌握各种不同型号风力发电机的液压系统的安装与调试。39