风电机组齿轮箱故障模式与影响分析

【摘要】：2000年以来,随着我国经济持续快速发展,对电力的需求不断增长,可再生清洁能源的利用也逐渐引起重视。从2005年开始我国的风力发电经历了井喷式的快速发展,但是发展的同时也出现了很多问题,比如风电市场和风电企业都还很不成熟、国产的机组单纯地模仿国外的技术导致产品质量及售后没有保证、相关的标准及规定落后无法给企业提供可靠的技术指导等。这些都需要及时加以完善才能保证我国的风电行业能够继续快速并健康的发展。 本文以目前主流风电机组型式—双馈型风电机组为对象,针对其主要部件齿轮箱的故障模式展开分析研究。汇总了目前常见的齿轮箱结构类型,并且以两级行星轮加一级平行轴传动的齿轮箱为代表对齿轮箱内部结构进行详细的介绍。然后针对国内某公司风电场两年的运行及故障数据进行了深入的统计分析,并与国外风电机组故障的统计数据进行对比分析,总结国内外关于风电机组运行中常见的故障情况,从中发现潜在的规律。进一步对风电机组齿轮箱的运行故障数据结合风电机组齿轮箱的典型故障模式进行深入研究,在统计数据的基础上,对齿轮箱主要结构件进行了故障模式及影响分析(FMEA)和危害性分析(CA),确定了齿轮箱各零部件的危害性次序。根据齿轮箱故障数据分析以及FMECA的结果,探讨了针对风电机组齿轮箱的运行维护和故障防范措施,为风电机组维护人员提供技术支持和理论依据,目标是提高齿轮箱的运行可靠性,在故障发生发展初期及时的发现并采取措施,将齿轮箱故障引起的危害降至最低。 【关键词】：风电机组 齿轮箱 故障统计 FMECA 运行维护
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM315;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 概述9-16
• 1.1 研究意义及技术背景9-12
• 1.1.1 风电行业背景9-10
• 1.1.2 风电设备技术背景10-12
• 1.2 风电设备故障模式与影响分析的研究现状12-14
• 1.2.1 故障模式与影响分析12-13
• 1.2.2 风电设备故障模式与影响分析的研究现状13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 第2章 风电机组齿轮箱16-30
• 2.1 风电机组概述16-19
• 2.1.1 风电机组结构类型介绍17-18
• 2.1.2 两种类型机组的特性比较18-19
• 2.2 风电机组齿轮箱19-23
• 2.2.1 基本功能和设计要求19
• 2.2.2 齿轮箱结构类型19-22
• 2.2.3 齿轮箱系统构成(子系统、零部件)22-23
• 2.3 风电机组齿轮箱故障模式23-30
• 2.3.1 齿轮故障模式及原因23-25
• 2.3.2 轴承故障模式及原因25-27
• 2.3.3 传动轴的故障模式及原因27
• 2.3.4 润滑油故障模式及原因27-28
• 2.3.5 润滑系统故障模式28-29
• 2.3.6 其他部件故障模式29-30
• 第3章 风电机组运行故障统计分析30-42
• 3.1 风电机组运行故障统计分析的目的与意义30
• 3.2 国外风电场故障数据统计分析30-32
• 3.3 我国风电场的故障统计分析32-38
• 3.3.1 总故障数据统计33-35
• 3.3.2 机舱内结构故障数据统计35-37
• 3.3.3 国内外数据比较37-38
• 3.4 齿轮箱故障数据统计分析38-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 风电齿轮箱故障模型及影响分析42-55
• 4.1 FMECA的步骤42-44
• 4.2 齿轮箱FMEA44-51
• 4.2.1 齿轮的FMEA44-46
• 4.2.2 轴承FMEA46-47
• 4.2.3 齿轮箱轴FMEA47-48
• 4.2.4 润滑系统FMEA48-49
• 4.2.5 齿轮箱润滑油FMEA49-50
• 4.2.6 齿轮箱其他部件FMEA50-51
• 4.3 齿轮箱CA51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 风电机组齿轮箱监控及维护55-62
• 5.1 概述55
• 5.2 风电机组齿轮箱实时监控55-58
• 5.3 齿轮箱维护58-62
• 5.3.1 有关齿轮箱的定期维护58-60
• 5.3.2 齿轮箱的日常维护60-61
• 5.3.3 齿轮箱常见故障处理61-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士期间发表论文及参与的科研工作67-68
• 致谢68

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