风沙侵蚀对风电机组的影响

在我国西北地区、内蒙古、河北北部、东北地区西部等地，风沙的侵蚀对风电场风力发电机组的影响较大。风沙对风力发电机组运行的影响是逐渐发展的，及时采取有效措施，适当对设备进行改造，可有效减少风沙侵蚀带来的影响。

（一）风沙侵蚀对风机组的影响

1.对叶片表面造成损伤

风力发电机组叶片受风沙侵蚀主要是在叶片的尖部和前缘。在风力发电机组中由于叶片叶尖部分的线速度最大，运行中与席卷而来的风沙的相对速度也最大，最容易首先在叶尖处受到损伤。风沙对叶片会造成砂眼、胶衣脱落、纤维层损伤、叶片开裂等不同程度的损伤，如图713所示。

运行中应及时评估叶片的运行状况。当叶片发生胶衣脱落等情况时，应及时对叶片进行维护，防止叶片进一步受到损伤。叶片的维修时间和成本与叶片损伤程度有很大的影响。从图714中可以看出，及时修复叶片可以有效减少维修天数和成本，减少发电量的损失。

图713　叶片表面风沙侵蚀过程

图714　叶片损坏程度与维护成本的关系曲线

2.造成风速、风向仪损坏或异常

上风向风力发电机组的风速仪和风向标都安装在机舱后端，一般称为风力发电机组气象站。目前风速仪和风向仪种类较多，如传统的风杯式风速仪、超声波风速风向仪等。运行情况表明，风沙对各类型测风装置都有不同程度的影响。

风沙对风速、风向仪的损坏，主要是加速对仪器轴承的磨损，引起轴承卡涩，造成检测数据失真。风向标损坏会造成对风不准确，对机组出力造成影响；风速仪损坏主要造成测风不准确，会造成误报功率和风速不对应的故障。对于超声波测风设备，如果在接受端沙尘出现堆积将造成仪器失灵，误报极大风速值而停机。

3.加速偏航齿圈的磨损

对于采用外齿的偏航环，风沙的影响主要是对风力发电机组偏航齿圈的润滑造成影响。风沙与齿轮表面的润滑油混合在一起，偏航时会影响齿轮的啮合和润滑效果，并对齿轮的表面造成损伤。长时间的积累，往往使得齿面损伤不可修复，且容易造成偏航齿的其他损伤或断裂，参见图715和图716。

4.接近式传感器造成误报警(www.xing528.com)

图715　风沙造成偏航齿轮损伤

图716　风沙造成偏航齿轮断裂

接近式传感器主要用于测量风轮转速传感器。传感器是利用光电原理，将转速转变成脉冲信号，通过计算可以准确得出风轮的转速。当风沙及油污等在传感器表面逐渐累积，会造成传感器误报警，如高低速度转速不匹配故障。

（二）可采取的有效措施

（1）定期检查叶片的运行状况，及早开展检修工作，减少停机时间和维修费用。

（2）根据风沙影响的程度不同，定期安排对风电机组各部件的积尘进行清扫。

（3）定期检查偏航齿轮润滑情况，适当增加润滑维护次数。

（4）确保塔架门密封良好，对塔架门的换气窗排气孔加装过滤网。

（5）偏航环的密封进行适当的改造，加装防尘罩、防尘圈等，但同时要确保设备的冷却循环系统满足要求，必要时对冷却系统进行改造。

（6）及时清洁设备油污，防止沙子附着。

图717　热带气旋云图