前言:本文主要講解風電齒輪油中水分的來源和危害，以及奧吉娜公司自主開發(fā)出的奧吉娜風電專用齒輪油SHG320是如何控制水分含量，使其遠遠低于標準值的。

潤滑油中的水分是導(dǎo)致風電機組失效的一個主要因素。通過SKF科研人員發(fā)現(xiàn)，風電齒輪油中的水分含量達到1000ppm時，軸承的壽命會降低70%（如圖1所示）。另外，據(jù)美國再生能源實驗室研究發(fā)現(xiàn)，齒輪箱的失效開始于軸承，一旦軸承開始失效，其他的齒輪等部件也會出現(xiàn)相應(yīng)的問題。所以為了使風電齒輪箱達到20年的壽命，必須嚴格控制風電齒輪油中的水分。據(jù)美國齒輪箱制造協(xié)會的標準的規(guī)定，風電齒輪油中的水分要控制在500ppm以下，但是為了提高軸承的壽命，我們應(yīng)該將水分控制在150ppm以下，這樣軸承壽命會提高到原來的2到3倍。

眾所周知，風機齒輪箱和潤滑油中是沒有含水的。那么水分從何而來，又是以什么形式存在的呢？

當風輪機葉片轉(zhuǎn)動時，齒輪箱的工作溫度將高達95攝氏度。當葉片停止轉(zhuǎn)動時，齒輪箱將逐漸冷卻并從空氣中吸收水分或濕氣。當它開始“呼吸”的時候，水分就會進入齒輪箱。 而風電齒輪油中的水分有三種存在形式：（1）溶解水（2）乳化水（3）游離水。

通常我們發(fā)現(xiàn)油品狀態(tài)透亮，不渾濁時，水分都是以溶解水狀態(tài)存在的。當溶解水達到飽和狀態(tài)時，油品會出現(xiàn)渾濁，有時甚至呈現(xiàn)乳化狀態(tài)，這時的水分稱為乳化水。當呈現(xiàn)乳化狀態(tài)的油中的水分繼續(xù)增加時，油和水會分層，這時的水分稱為游離水。據(jù)研究表明，游離水的危害是最大的。

由于風電機組都安裝在露天的環(huán)境下，因此油中的水分含量受陰雨天氣的影響特別大，通常在梅雨季節(jié)時，潤滑油中的水分含量會明顯增加，等到干旱季節(jié)時，風電齒輪油中的水分又會明顯降低。

風電齒輪油中水分的危害有很多，主要有以下六個方面（1）水分加快了抗氧劑的失效，進而加快了油品的氧化反應(yīng)，生成了聚合物，會增加潤滑油的粘度，增大潤滑油酸值。同時，生成的膠狀聚合物會堵塞過濾設(shè)備，形成油泥等。（2）由于水的低粘度和不可壓縮性會降低潤滑油的承載能力，從而導(dǎo)致在高載荷下，高壓使水分變成過熱蒸汽，過熱蒸汽使得油離開接觸表面，從而導(dǎo)致接觸表面磨損。（3）水分會加快油品的水解，尤其對于酯類潤滑油，會導(dǎo)致生成相應(yīng)的醇和酸，增加潤滑油的酸值。（4）水分會使?jié)櫥椭械奶砑觿┦В瑥亩鴮?dǎo)致潤滑油過早的降解，增加了摩擦磨損。（5）水分能與某些添加劑反應(yīng)生成凝膠，這些凝膠成團形成油泥來堵塞過濾設(shè)備。（6）水分使得表面張力減小，從而使得空氣更容易進入油中，增加了潤滑油中的泡沫。

那么如何檢測油中的水分呢？離線式測量方法有三種：（1）蒸餾法（2）傅里葉光譜法（3）卡爾費休法。蒸餾法的測試精度比較低，最低的測定值為300ppm，而且需要的油樣比較多，不適合風電機組潤滑油中水分的測試。傅里葉光譜法測試速度快，但是由于傅里葉測試比較敏感，影響結(jié)果的因素很多，所以結(jié)果準確度不高，也不適合風機中水分精確的測定。實驗室中廣泛采用的一種測試方法是卡爾費休法，它能測試準確到10ppm左右的潤滑油，比較適合風電齒輪油中的水分的測定，但是卡爾費休水分測試儀比較昂貴，所以只有有實力的潤滑油檢測機構(gòu)才會選擇它。奧吉娜檢測中心的水分測定儀為梅特勒托利多全自動水分測定儀，它使用方便準確度高，能夠滿足風電潤滑油水分測定的要求。

目前，風機主要使用合成類潤滑油，主要有PAO型、PAG型和PE型。其中PAG（聚醚）和PE（聚酯）型的基礎(chǔ)油容易吸收空氣中的水分，并且與水反應(yīng)慢慢水解，導(dǎo)致潤滑油質(zhì)量下降。所以PAO型風電齒輪油是目前被廣泛認可的類型。

奧吉娜全合成風電齒輪油SHG320就是采用高性能的PAO和高性能的添加劑調(diào)配而成。在調(diào)配風電齒輪油時，特別在其中加入了抗乳化添加劑，這些添加劑的作用是，一旦水分進入齒輪箱后，它們能保證油與水盡快的分離，確保在易發(fā)生水污染的季節(jié)齒輪箱的正常運轉(zhuǎn)。另外，奧吉娜在選擇其他添加劑時，也充分考慮了它的水解性，盡量在保證性能時，兼顧疏水性能，以減小水分進入后對添加劑的破壞。另外，奧吉娜調(diào)配風電潤滑油的原料都是室內(nèi)密封保存的，保證了原料在儲存過程中不會吸收空氣中的水分，調(diào)配完畢的成分也是密封保存著鋼制大桶中的，并且在桶口處加一個防水密封蓋來阻隔大氣中的水分，因此奧吉娜全合成風電齒輪油SHG320出廠時的水分含量通常低于50ppm，并且長時間儲存水分也不會增加。

除了從潤滑油上考慮外，控制水分另一個可靠的辦法就是在齒輪箱上加干燥劑，干燥劑要選擇可再生的呼吸器設(shè)備，它的溶水能力強，并且可以長時間使用，是目前風機上使用最廣泛的干燥劑。

綜上所述，水分是影響齒輪箱壽命的關(guān)鍵因素之一，嚴格控制水分需要風場技術(shù)人員的高度重視，廣大潤滑油公司也需積極探索，不斷提高潤滑油的抗水解能力。