[發明專利]大功率風力發電機葉片模塊化氣熱抗冰方法及安裝方法

有效

• 申請號: 201410461139.6
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN105402090B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 趙建剛;楊文濤;彭超義;曾竟成;候彬彬;靳交通;李曉
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40;F03D13/20
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙)31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及風力發電機組的葉片防結冰技術領域。

背景技術

為解決化石燃料應用所產生的環境問題，人類大力開發對環境友好的新型能源替代化石燃料，風能是其中一種大力開發的新型能源，目前利用風能的主要方式是風力發電。風力發電機組在運行過程中，葉片會遭受各種惡劣環境的考驗，特別是在潮濕寒冷的云貴高原等地，冬天葉片極易結冰。葉片結冰后會造成風力發電機組發電量降低，甚至停機，結冰后葉片的質量不平衡會造成塔筒底部的疲勞損傷增強，旋轉葉片上冰塊從高空甩落會產生隱患，因此防止葉片結冰或葉片結冰后迅速除冰是風電技術研究的一個熱點。值得一提的是在國內廣大結冰地域除了新裝風力發電機組有葉片抗冰功能需求外，對于云貴高原等目前已經在運行的傳統風機同樣面臨抗冰功能改造需求。本發明提供一種大功率風力發電機葉片模塊化氣熱抗冰系統，能夠用于已經掛機運行的風機風輪中，可以填補國內技術空白。現有葉片生產技術都不具備葉片主動除冰和防冰功能。

目前國內外已有一些專利對葉片除冰技術進行了保護，丹麥維斯塔斯風力系統有限公司在中國的專利號CN101821500A，介紹了一種風機停機后利用葉片抖動將風機葉片上的冰除去。該方法只能用于靜態除冰，且起不到防止葉片結冰的作用。美國專利US6676122B1將發電機中的熱氣通過管路導入葉片中加熱葉片，同時實現發電機的制冷，但并未具體介紹葉片內的熱氣流管路布置。中國專利公開號CN102748243A在靠近葉根處安裝加熱式鼓風機，并利用絕熱管道將熱氣導入葉片前緣，并介紹了管道的布置，但未明確對于葉片加熱的控制及溫度傳感器的布置方案，特別的此專利說明只能用于新制造葉片的除冰，無法實現已經掛機的葉片的除冰除冰。對于氣熱防/除冰的方法，德國Encrocn公司已經有應用實例，根據其的實際運行經驗足以說明通過氣熱加熱葉片表面實現葉片防/除冰的方法是可靠的。

以下是部分相關現有專利技術：

1、風力發電機轉子葉片防結冰設備及方法，申請號為201110131800.3。

2、用于給風輪機的葉片除冰的方法、風輪機及其使用，申請號為200880110464.0。一種用于在風輪機已停機一段時間后給風輪機的葉片除冰。該方法包括以下步驟：形成葉片的受控制的加速狀況；隨后形成葉片的受控制的減速狀況，由此將冰從葉片上抖掉。

3、一種具有防冰及除冰能力的葉片，申請號為201210244203.6。技術方案：在靠近葉根處安裝加熱式鼓風機，并利用絕熱管道將熱氣導入葉片前緣。

4、一種大型風機葉片除冰系統及其方法，申請號：201110394097.5。

5、大型風力發電機葉片除冰方法，申請號為201010581255.3。

6、風力發電機葉片的防凝凍抗積冰電控裝置，申請號為201310013318.9。

7、一種風力發電機葉片的熱氣防冰裝置，申請號為201310512948.0。

8、一種防結冰的風力發電機葉片及其制備方法，申請號為201110283973.7。

9、風力發電機葉片、風力發電機以及葉片除冰系統，申請號為201310404500.7。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種重點加熱葉片前緣的大功率風力發電機葉片模塊化氣熱抗冰方法及安裝方法。

本發明的技術方案是：一種大功率風力發電機葉片模塊化氣熱抗冰方法，在葉片根部設置模塊化的加熱系統，在葉片內鋪設通風管道，并在通風管道末端設置擋風板將葉片前緣分隔為兩部分，使通風管道中的熱風只能通向葉尖并經過葉片后緣循環至葉片根部中，從而使熱風在葉片內部循環并形成“葉根—葉尖—葉根”閉環回路，達到重點加熱葉片前緣的目的。

采用大功率風力發電機葉片模塊化氣熱抗冰系統進行抗冰；所述大功率風力發電機葉片模塊化氣熱抗冰系統包括葉片、塔筒、設置在葉片內的抗剪腹板、可拆卸的加熱系統和連接加熱系統的通風管道，所述加熱系統設置在葉片的根部，所述加熱系統包括鼓風機模塊、連接鼓風機模塊的加熱模塊、供電控制模塊、無線控制模塊，所述供電控制模塊和無線控制模塊設置在加熱模塊側旁；所述通風管道安裝在抗剪腹板上；

所述通風管道從葉片根部朝葉尖方向通至距葉片根部10~20m 處；