机械设备内零部件之间的相对运动都会产生摩擦和磨损,对机械设备摩擦点加注润滑油脂是减小摩擦、降低或延缓摩擦的最直接有效的方法。在机械设备的运行故障中,润滑故障是机械设备中最严重的故障之一。
相关统计表明,在造成轴承失效的原因中,超过 50%的轴承失效是由润滑故障造成的,因此,润滑技术对保证机械设备正常稳定运行,延长设备寿命,减少能源消耗,保障现场安全,降低生产成本,延长定期维修周期,保证产品质量有着重要的作用。
风机由塔筒、叶轮、增速箱齿轮、发电机、偏航装置、控制系统等部件所组成,其中需要润滑的主要机械系统为风机主轴系统、偏航系统、变桨系统、发电机系统等,在风机的运行过程中,集中润滑系统持续的对这些系统的轴承、驱动、啮合齿轮进行润滑,润滑状况是否良好对风力发电机轴承、齿轮等重要零部件的使用寿命的影响很大,是风力发电机能否可靠、持久运行的重要因素。
我国大型风力发电机的塔筒高度通常在 50 米至 160 米,叶轮长度通常在30 米至 90 米,风力发电厂则主要集中在拥有巨大风能资源的山谷旷野、荒原戈壁和近海领域等偏远地区。由于风电机组价格昂贵,工作环境恶劣,设备高度较高,造成风电机组的维修保养十分不便,因此,为了确保风电机组可靠稳定的长期运行,风机制造厂商对其润滑系统有着极为严格的要求,需要定时、定量地给风电机组相关润滑点提供持续润滑。
人工添加润滑油脂的方式完全不能满足风电机组对润滑的需求,且施工难度高、风险大,目前,全世界范围内主要采用集中润滑系统为风力发电机提供可靠的润滑。
风电润滑行业的发展直接受风力发电机装机量影响。经过二十余年的高速发展,我国风电装机量已成世界第一,同时风机核心零部件的产品国产化率不断提升,风机集中润滑系统的国产化率也随之提升。近年来中国风电全产业链逐步实现国产化,风电机组、变流器等关键设备价格下降、风电设备技术水平和可靠性不断提高,风电单位造价呈持续下降趋势,有望驱动风电装机规模进一步增长。
随着风电行业的蓬勃发展,国家陆续制定了《风电发展“十三五”规划》、《关于完善风电上网电价政策的通知》、《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》、《可再生能源电价附加补助资金管理办法》、《关于 2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》等一系列指导政策,通过补贴、竞争性配置、消纳保障机制等众多调控手段支持了国内风电产业的良好发展,
使得我国风电装机容量快速增长,风电机组制造技术快速发展,整个风电行业向更加成熟、无补贴的可再生能源产业转型。
2020 年 9 月 22 日,在第七十五届联合国大会上表示,中国将力争于 2030 年前达到碳排放峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。在碳中和背景下,政府部门及相关行业将加大新能源投入,届时风电产业将会在“碳中和”相关概念的支持下继续发展,进入新的快车道。
根据全球风能理事会(GWEC)相关统计数据,2020 年我国累计风电装机容量为 262.10GW,基于 2025 年非化石能源消纳占比 21%的假设,“十四五”期间年均新增装机中枢有望上移至 45GW。
根据中信证券 2021 年 5 月的预测数据,2025 年我国风电新增装机容量有望达到 54GW,累计风电新增容量有望达到 488GW。假设风机已有市场每年的润滑系统更换率为 1%,当年新装风机为延长使用周期一般都配备润滑系统。到 2025 年,风机需要新增润滑系统的装机量有望达到 58.34GW。
采用完全自主创新和具有自主知识产权的先进润滑技术,将有助于延长我国风机核心部件的使用寿命,保证其安全稳定运行,对我国社会和经济发展意义重大。普及先进润滑知识,采用先进润滑技术,不仅可节约大量能源和资源,而且可以改变企业的管理理念,有助于推动社会的经济增长方式,实现低碳经济发展。综上所述,可以肯定先进润滑技术的推广应用,将催生节能环保型新兴战略产业,助推早日实现碳中和目标。