吉林長嶺風(fēng)電場一期項目工程位于我國吉林省長嶺縣境內(nèi)。北緯44°07′38″至44°10′07″，東經(jīng)123°51′00″至123°54′56″之間，海拔高度在172.0～190.0米。風(fēng)電場距省會長春市120千米，距離長嶺縣城12千米。
       2005年11月30與大連重工簽訂一期風(fēng)機(jī)合同，安裝33臺華銳FL1500/77雙饋帶齒輪箱機(jī)組，每臺1500千瓦，共計49.5兆瓦。2007年5月16日長嶺風(fēng)電場一期工程第一批風(fēng)機(jī)正式并網(wǎng)發(fā)電，由于供貨緩慢，2007年9月30日一期工程33臺風(fēng)機(jī)全部安裝結(jié)束。經(jīng)過接近一年的催貨、安裝、調(diào)試及消缺，于2008年4月，一期工程33臺機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電。2012年6月，華銳公司對我公司的王子風(fēng)電場一期項目陸續(xù)停止一切配件供應(yīng)，2013年1月，僅在項目現(xiàn)場駐留服務(wù)人員，但不再提供技術(shù)支持。2014年長嶺公司一期機(jī)組維護(hù)和消缺工作已完全由長嶺公司自行完成。
       由下圖可以看出，齒輪箱主軸的前端法蘭與風(fēng)輪相連，風(fēng)作用到葉片上驅(qū)動風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，從而主軸帶動后面的增速機(jī)構(gòu)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣齒輪箱就把風(fēng)輪所吸收的低轉(zhuǎn)速、大扭矩的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成高轉(zhuǎn)速、小扭矩的機(jī)械能傳遞到齒輪箱的輸出軸上。齒輪箱的輸出軸通過彈性聯(lián)軸器與電機(jī)軸相連，驅(qū)動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將能量輸入給發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)將輸入的動能轉(zhuǎn)化成電能并輸送的電網(wǎng)。
       華銳風(fēng)機(jī)簡圖如下：

       二、存在問題
       自投產(chǎn)起至今，機(jī)組故障率高，各部件運(yùn)行不穩(wěn)定，尤為突出是齒輪箱油溫高限制機(jī)組出力的問題困擾長嶺公司多年，多次與華銳公司商討或向其發(fā)函問題始終得不到解決。
       例如2012年7月1日統(tǒng)計總體情況：平均風(fēng)速14米/秒，理論每臺風(fēng)機(jī)發(fā)電功率接近1500千瓦，33臺共計4.95萬千瓦。而現(xiàn)華銳33臺風(fēng)機(jī)實(shí)際發(fā)電功率不到2萬千瓦，同一時刻吉林長嶺風(fēng)電場二期（其中一臺故障）發(fā)電功率達(dá)到4.5萬千瓦，兩期發(fā)電功率相差約2.5萬千瓦。一期風(fēng)機(jī)與理論發(fā)電功率差距太大，主要原因是齒輪箱溫度高影響發(fā)電量。齒輪箱溫度上限為75℃，超過此溫度風(fēng)機(jī)自動減負(fù)荷至額定負(fù)荷一半，如果溫度上升到80℃，風(fēng)機(jī)只能發(fā)至額定負(fù)荷五分之一左右。監(jiān)控畫面取得數(shù)據(jù)如下：

       監(jiān)控畫面圖如下：

       因齒輪箱溫度高，系統(tǒng)保護(hù)減少發(fā)電量，使功率曲線也發(fā)生明顯變化，監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)計的功率曲線如下圖：

       齒輪箱溫度問題自投產(chǎn)以來一直存在，據(jù)了解華銳出售的8000多臺風(fēng)機(jī)均存在此問題。進(jìn)入夏季以來由于齒輪箱油溫高影響機(jī)組帶負(fù)荷的問題日益突出，嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)發(fā)電量。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅2014年4月至7月由此影響長嶺一期項目少發(fā)電量約1500萬度，直接減少收入945萬元（4.95萬千瓦項目每年最佳利潤400萬元），嚴(yán)重影響我公司的經(jīng)濟(jì)效益。
       三、改進(jìn)措施
       方案1：塔架門開孔。本方案是利用煙囪效應(yīng)，塔架門開孔，使氣流通過塔架門經(jīng)塔架進(jìn)入機(jī)艙，增加冷卻風(fēng)量。
       方案2：機(jī)艙內(nèi)安裝散熱風(fēng)扇。本方案是在機(jī)艙底部及頂部出艙孔打開后安裝風(fēng)扇，強(qiáng)迫風(fēng)循環(huán)，降低齒輪箱及機(jī)艙溫度。
       根據(jù)方案1及方案2，在13號風(fēng)機(jī)做各種散熱試驗。按照方案1我公司進(jìn)行的13#風(fēng)機(jī)塔筒進(jìn)人門開孔進(jìn)風(fēng)試驗、方案2進(jìn)行機(jī)艙出人門排風(fēng)試驗、機(jī)艙出人門進(jìn)風(fēng)試驗、機(jī)艙逃生口進(jìn)風(fēng)等各種試驗，但實(shí)驗效果均不理想。方案1存在的問題：無法解決齒輪箱油溫過高問題，經(jīng)過實(shí)測發(fā)現(xiàn)齒輪箱油溫及機(jī)艙內(nèi)部溫度無明顯改善。方案2存在的問題：機(jī)艙內(nèi)部溫度有所下降，無法降低齒輪箱油溫，仍然存在油溫大于75攝氏度時機(jī)組自動限功率運(yùn)行或故障停機(jī)。
       方案1及方案2試驗失敗后，經(jīng)過分析計算，提出方案3：增加散熱面積和通風(fēng)量，安裝散熱器及冷卻風(fēng)扇。本方案在保留原機(jī)配置的油冷散熱器的基礎(chǔ)上再增加一套油冷散熱器，高溫齒輪油經(jīng)油泵供出后進(jìn)入新增加的油冷散熱器后再進(jìn)入另一組油冷散熱器二次散熱，通過增加油的散熱面積從而提高散熱效率。
       1.改前后齒輪箱冷卻系統(tǒng)原理圖如下：

       （1）箱主要參數(shù)：

       （2）油泵參數(shù)：

       （3）油/風(fēng)冷卻器主要參數(shù)：

       （4）冷卻風(fēng)扇主要參數(shù)：

       冷能力達(dá)到的水平：qvsg1=7.23立方米/秒；（26028立方米/小時)；PFC=245帕。
       全壓效率已達(dá)到比較可觀的水平，高于同類產(chǎn)品近10個百分點(diǎn)，額定點(diǎn)ηvc=0.794。
       每萬立方米耗能指標(biāo)比紡織行業(yè)等改進(jìn)后的節(jié)能產(chǎn)品下降0.318千瓦。
       噪聲水平LA=76dB（A）；比A聲級LSA=21.65分貝,其中比A聲級比JB/T8690 工業(yè)通風(fēng)機(jī)噪聲限值標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的軸流風(fēng)機(jī)≤35分貝還低13.35分貝。電機(jī)絕緣等級為H級，絕緣電阻由0.38兆歐（GB755）提高到1兆歐；耐電壓試驗由原500伏+2倍額定電壓（GB755）提高到2000伏/分鐘；匝間沖擊試驗JB/Z 294規(guī)定沖擊試驗電壓（峰值）2500伏提高到5000伏/0.5微秒。
       與國外同類產(chǎn)品相比：與日本三菱FT-3085冷卻風(fēng)扇相比，在葉輪直徑小50毫米的情況下，風(fēng)量提高3350立方米/小時；全壓提高49帕；全壓效率提高11.3%；噪聲下降3.5分貝(A)，比A聲級下降6.09分貝；每萬立方米耗能下降0.016千瓦。
       進(jìn)而我公司在3號風(fēng)機(jī)采取增加散熱面積和通風(fēng)量（即增加散熱器及冷卻風(fēng)扇）方式試驗，于2014年7月24-26日試驗成功：3號風(fēng)機(jī)在環(huán)境溫度為35℃時、風(fēng)機(jī)滿發(fā)狀態(tài)下，齒輪箱溫度為63℃（改造前為77℃），低于齒輪箱要求溫度75℃，完全滿足風(fēng)機(jī)性能要求并不影響其他任何設(shè)備情況，同時機(jī)艙溫度由原來改造前46℃降至34℃，使得發(fā)電機(jī)、變頻器、控制柜等設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境也大為改善。
       在取得試驗成功的基礎(chǔ)上，我公司擬對余下32臺一期風(fēng)機(jī)進(jìn)行控溫改造。為了降低成本加快改造速度，我公司尋找到國內(nèi)散熱器及冷卻風(fēng)扇制造廠家，經(jīng)過共同研究實(shí)地踏查后，兩廠家按照我公司要求進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)的產(chǎn)品完全能夠替代國外賀德克散熱裝置，這樣我公司在保證質(zhì)量的情況下的改造速度大大提升（賀德克訂貨為8周，國產(chǎn)設(shè)備設(shè)計并生產(chǎn)交貨為15天）、成本大為降低（賀德克散熱器8500元/臺、冷卻風(fēng)扇裝置10000元/臺，國產(chǎn)設(shè)備分別為4000和4500）并且以后損壞的同類產(chǎn)品能夠替換。
       2.對華銳風(fēng)機(jī)齒輪箱溫度高散熱器技改，實(shí)際投入資金總數(shù)為60.253萬元（未含試驗費(fèi)、設(shè)計費(fèi)用及相關(guān)技改人員費(fèi)用），詳細(xì)分項如下：

       3.按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等要求進(jìn)行施工，工期安排如下：
       工程實(shí)施計劃完成時間：2014年09月-2015年07月，具體情況：（1）工程勘測、設(shè)計周期：2014年09月-2014年10月；（2）設(shè)備制造（訂貨）周期：30日，2014年09月-2014年10月；（3）土建、安裝、調(diào)試周期：2014年10月-2014年12月；（4）試運(yùn)行、培訓(xùn)時間：2015年01月-2015年07月。
       4.改造后的評價：
       （1）解決了長嶺一期項目華銳33臺風(fēng)機(jī)齒輪箱發(fā)熱問題，每年有利于夏季提升發(fā)電量1000-1500萬度，直接增加收入為630-945萬元，每年均提高經(jīng)濟(jì)收入。
       （2）齒輪箱運(yùn)行溫度降低后，機(jī)艙整體內(nèi)部溫度降低，使得發(fā)電機(jī)、變頻器、控制柜等主要設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境也大為改善。
       （3）設(shè)備溫度降低后，設(shè)備壽命將會延長。
       （4）在沒有破壞機(jī)組整體結(jié)構(gòu)的情況下，通過技改方案，將問題解決，并且整體受力結(jié)構(gòu)沒有變化。
       （5）不影響其他設(shè)備的各種工況下的正常運(yùn)行。
       （6）此方案可能會解決整個國內(nèi)華銳雙饋機(jī)組8000多臺齒輪箱發(fā)熱問題，同時也可能解決所有帶齒輪箱的油溫度問題。
       （7）油溫長期較高易發(fā)生變質(zhì)，降低了油品的潤滑及散熱性能，進(jìn)而增加了風(fēng)機(jī)昂貴的大部件齒輪箱損壞的風(fēng)險，同時延長潤滑油使用壽命。（主創(chuàng)人員：張秋野、鄧章淞、范仲桐、管浩言、高  新、倪忠寶、李顯亮、曹  陽、何勇剛、趙  燁、孫久程、陳大偉）