一种风力发电机齿轮箱高空换油系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电设备后服务领域，特别涉及一种风力发电机齿轮箱高空换油系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]齿轮箱在风机中属于主传动链部分，是关键性部件。其用途是将风轮在风力作用下所产生的动能传递给发电机，并通过齿轮箱齿轮副的增速作用使输出轴的转速提高到发电机发电所需的转速。而齿轮箱润滑油的清洁度对齿轮箱的使用效率和寿命有至关重要的影响。
[0003]目前对齿轮箱更换润滑油大多采用人工换油方式，即维护人员上下风机多次，运下废油并运上新油，最后再将新油注入到齿轮箱中。这种换油方式需要耗费大量人力物力，同时换油时间长；另外这种换油方式会使齿轮箱内残留大量旧油，导致新注入的齿轮油清洁度受到污染，换油效果会大打折扣。
[0004]为提高换油效率，下列专利使用换油系统进行换油操作:
[0005]1、“风力发电机组齿轮箱液压换油装置”(专利号:201110326461.4)，该专利提供的是一种风机齿轮箱换油装置，利用齿轮栗的正反转来达到排废油和加注新油的目的。这种装置只具有排废油和加注新油功能，没有对齿轮箱进行冲洗和清洗，油液的清洁度无法得到保证；同时排废油过程中利用齿轮栗反转和重力作用来排废油，对齿轮栗能力要求很尚ο
[0006]2、“风力发电机齿轮箱换油系统及其换油的防泄漏安全保护方法”(专利号:201210248010.8)，该专利提供一种风机齿轮箱换油系统和其防泄漏安全保护方法。其换油系统分为排废油系统和加注新油系统，其排废油和加注新油都是通过栗的能力将润滑油抽下或送上，对栗的质量要求很高。其换油系统只关注排废油和加注新油，没有对齿轮箱进行冲洗和清洗。其防泄漏安全保护方法是在管路上增加传感器和一真空箱，利用传感器对管路进行实时数据检测，当出现问题时将油液快速排放到真空箱中。
[0007]3、“模块化风力发电机齿轮箱换油系统及其换油方法”(专利号:201020205838.1)，该专利只是将“风力发电机齿轮箱换油系统及其换油的防泄漏安全保护方法”(专利号:201210248010.8)这个专利模块化设计，并没有增加新东西，依然只能排废油和加注新油，没有对齿轮箱的清洗和冲洗；排废油和加注新油不采用辅助动力系统，只单纯的依靠齿轮栗的能力，这种理念在实际用中很难实现。
[0008]4、“一种风机齿轮箱换油装置”(专利号:201220705364.6)，该专利依然只能排废油和加注新油，不对齿轮箱进行冲洗和清洗，齿轮箱油液的清洁度依然无法得到保证；其滤油系统是为新油油箱单独设置一套过滤系统，含有电机、栗等。
[0009]5、“风力发电机组主齿轮箱润滑油更换装置”(专利号:200920224175.5)，该专利依然只能排废油和加注新油，不对齿轮箱进行冲洗和清洗，换油后油品质量无法得到保证；另外该换油装置不对润滑油过滤，不采用辅助动力系统协助排废油和加注新油，只是简单的将废油排出和加注新油。
[0010]通过检索发现，上述使用换油系统进行换油操作的方法，也多为两步换油，即只排掉废油后立即注入新油，不对齿轮箱进行冲洗和清洗，齿轮箱内残留的旧油问题依然没有解决，油液的清洁度依然没有得到保证。
【发明内容】
[0011]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既可以提高换油效率，又可以提高油液的清洁度的风力发电机齿轮箱高空换油系统及其控制方法。
[0012]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种风力发电机齿轮箱高空换油系统，包括排废油模块、冲洗油模块、清洗油模块、新油模块、辅助动力系统和电控系统；
[0013]所述的排废油模块包括废油罐、胶管A和快换接头A，所述的废油罐上安装有压力传感器A、温度传感器A、液位继电器A、球阀A、球阀E和测压接头A，废油罐通过球阀I和胶管A连接到快换接头A ;废油罐还与电动阀门A的一端连接；
[0014]所述的冲洗油模块包括冲洗油罐和齿轮栗A，所述的冲洗油罐上安装有压力传感器B、温度传感器B、液位继电器B、测压接头B、球阀B和球阀F，冲洗油罐还分别与球阀J的一端、电动阀门B的一端、溢流阀A的一端和齿轮栗A的一端连接；
[0015]所述的球阀J的另一端连接到球阀L的一端；所述的溢流阀A的另一端和齿轮栗A的另一端连接到同一条管路后经过滤器A和单向阀A连接到球阀L的一端；所述的齿轮栗A通过联轴器A和钟形罩A连接到电机A ;所述的过滤器A的一端还安装有测压接头E ;
[0016]所述的清洗油模块包括清洗油罐和齿轮栗B，所述的清洗油罐上安装有压力传感器C、温度传感器C、液位继电器C、测压接头C、球阀C和球阀G，清洗油罐还分别与球阀K的一端、电动阀门C的一端、溢流阀B的一端和齿轮栗B的一端连接；
[0017]所述的球阀K的另一端连接到球阀L的一端；所述的溢流阀B的另一端和齿轮栗B的另一端连接到同一条管路后经过滤器B和单向阀B连接到球阀L的一端；所述的齿轮栗B通过联轴器B和钟形罩B连接到电机B ;所述的过滤器B的一端还安装有测压接头F ;
[0018]在球阀L的一端之前的管路上还安装有测压接头H、压力传感器E和温度传感器E ;球阀L的另一端经胶管B连接到快换接头B ;
[0019]所述的新油模块包括新油罐和齿轮栗C，所述的新油罐上安装有压力传感器D、温度传感器D、液位继电器D、测压接头D、球阀D和球阀H，新油罐还分别与球阀N的一端、电动阀门D的一端、溢流阀C的一端和齿轮栗C的一端连接；
[0020]所述的球阀N的另一端连接到球阀Μ的一端；所述的溢流阀C的另一端和齿轮栗C的另一端连接到同一条管路后经过滤器C和单向阀C连接到球阀Μ的一端；所述的齿轮栗C通过联轴器C和钟形罩C连接到电机C ;所述的过滤器C的一端还安装有测压接头G ;
[0021]在球阀Μ的一端之前的管路上还安装有测压接头1、压力传感器F和温度传感器F ;球阀Μ的另一端经胶管C连接到快换接头C ;
[0022]所述的辅助动力系统包括空压机和真空栗，所述的电动阀门Α的另一端、电动阀门B的另一端、电动阀门C的另一端和电动阀门D的另一端连接到一条管路上并与电动三通阀的第一端和电动阀门E连接；电动三通阀的第二端经气液分离器A与空压机连接，电动三通阀的第三端经气液分离器B与真空栗连接；
[0023]所述的电控系统为一独立的电控柜，内部设有PLC处理器，PLC处理器通过电缆与废油模块中的压力传感器A、温度传感器A和液位继电器A连接；PLC处理器通过电缆与冲洗油模块中的压力传感器B、温度传感器B、液位继电器B、电机A、过滤器A、压力传感器E和温度传感器E连接；PLC处理器通过电缆与清洗油模块中的压力传感器C、温度传感器C、液位继电器C、电机B、过滤器B、压力传感器E和温度传感器E连接；PLC处理器通过电缆与新油模块中的压力传感器D、温度传感器D、液位继电器D、电机C、过滤器C、压力传感器F和温度传感器F连接；PLC处理器通过电缆与辅助动力系统中的电动阀门A、电动阀门B、电动阀门C、电动阀门D、电动阀门E、电动三通阀、空压机和真空栗连接；
[0024]所述的激光颗粒计数器、压力表和测压软管为随机附件，所述的激光颗粒计数器分别与废油罐、冲洗油罐、清洗油罐、新油罐连接；所述的压力表与测压软管一端连接，测压软管的另一端连接到任一测压接头上。
[0025]—种风力发电机齿轮箱高空换油系统的控制方法，包括以下步骤:
[0026]A、废油罐排油一将废油罐中的油排出
[0027]将管路和球阀A连接，手动打开球阀A ;通过PLC联锁控制来关闭电动阀门B、电动阀门C、电动阀门D和电动阀门E，将电动三通阀门转到空压机和油罐回路，打开电动阀门A，开启空压机来对废油罐打压，压力传感器A对废油罐内空气压力实时检测，当压力高于
0.7MPa时，空压机停止作业，当压力低于0.4MPa时，空压机再次开始作业，废油罐排废油过程中，液位继电器A报警信号屏蔽。
[0028]PLC处理器联锁控制通过触摸屏来操作，一键操作，废油罐排油过程中，所有相关电气元件均处于锁定状态，不允许二次操作，避免人为误操作问题。
[0029]B、废油罐停止排油一停止将废油罐中的油排出
[0030]通过PLC处理器联锁控制来打开电动阀门E，关闭空压机，压力传感器A对废油罐内空气压力实时检测，当压力为0时，关闭电动阀门A，废油罐排废油完成，解除锁定状态；手动关闭球阀A。在废油罐停止排油过程中，液位继电器A报警信号屏蔽。
[0031]PLC处理器联锁控制通过触摸屏来操作，一键操作，废油罐停止排油过程中，所有相关电气元件均处于锁定状态，不允许二次操作，避免人为误操作问题。
[0032]C、真空回废油一将齿轮箱中的废油回抽到废油罐中
[0033]将胶管A的一端与齿轮箱连接，手动打开球阀I ;通过PLC处理器联锁控制关闭电动阀门B、电动阀门C、电动阀门D和电动阀门E，将电动三通阀门转到真空栗和油罐回路，打开电动阀门A，开启真空栗对油罐抽真空，压力传感器A对废油罐内压力实时检测，当压力低于-0.05MPa时，真空栗停止工作，当压力高于-0.03MPa时，真空栗再次工作，液位继电器A对废油罐内液位进行检测，当发出高位报警信号时，立即停止真空回废油，即关闭球阀I。
[0034]PLC处理器联锁控制通过触摸屏来操作，一键操作，真空回废油过程中，所有相关电气元件均处于锁定状态，不允许二次操作，避免人为误操作问题。
[0035]D、停止真空回废油一将齿轮箱中的废油停止回抽到废油罐中
[0036]通过PLC处理器联锁控制打开电动阀门E，关闭真空栗，压力传感器A对废油罐内空气压力实时检测，当压力为0时，关闭电动阀门A，停止真空回废油完成，解除锁定状态；手动关闭球阀I。
[0037]PLC处理器联锁控制通过触摸屏来操作，一键操作，停止真空回废油过程中，所有相关电气元件均处于锁定状态，不允许二次操作，避免人为误操作问题。
[0038]E、加注冲洗油一冲洗油罐中的冲洗油加注到齿轮箱中
[0039]将胶管B —端与齿轮箱连接，手动打开球阀L，关闭球阀J和球阀K ;通过PLC处理器联锁控制，关闭电动阀门A、电动阀门C、电动阀门D和电动阀门E，将电动三通阀门转到空压机和油罐回路，打开电动阀门B，打开空压机；压力传感器B对油罐内空气压力实时检测，当空气压力升高到0.04MPa时，开启电机A，开始对齿轮箱加注冲洗油；加注冲洗油过程中，压力传感器B对油罐内空气压力实时检测，当空气压力升高到0.2MPa时，停止空压机，当空气压力下降到0.1MPa时，空压机再次开启。
[0040]加注冲洗油过程中，液位继电器B发出低位报警信号时，表示齿轮栗可能吸空，立即停止系统运行；压力传感器E发出低压或高压报警信号时，表示管路有泄露或有堵塞，立即停止系统运行。
[0041]PLC处理器联锁控制通过触摸屏来操作，一键操作，加注冲洗油过程中，所有相关电气元件均处于锁定状态，不允许二次操作，避免人为误操作问题。
[0042]F、停止加注冲洗油一停止将冲洗油罐中的冲洗油加注到齿轮箱中
[0043]手动打开球阀J，关闭球阀L ;通过PLC处理器联锁控制关闭电机A，打开电动阀门E，关闭空压机，压力传感器B对油罐内空气压力实时检测，当空气压力变为0时，关闭电动阀门B，停止加注冲洗油过程完成；手动关闭球阀J。
[0044]PLC处理器联锁控制通过触摸屏来操作，一键操作，停止加注冲洗油过程中，所有相关电气元件均处于锁定状态，不允许二次操作，避免人为误操作问题。
[0045]G、真空回冲洗油一将齿轮箱中的冲洗油回抽到冲洗油罐中
[0046]将胶管B —端与齿轮箱连接，手动打开球阀J和球阀L，关闭球阀K ;通过PLC处理器联锁控制关闭电动阀门A、电动阀门C、电动阀门D和电动阀门E，将电动三通阀门转到真空栗和油罐回路，打开电动阀门B，开启真空栗对油罐抽真空，压力传感器B对冲洗油罐内压力实时检测，当压力低于-0.05MPa时，真空栗停止工作，当压力高于-0.