[發明專利]一種具有肋片式風機葉片除冰管路的系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202110409540.5
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN112943567A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 許揚;蔡安民;林偉榮;焦沖;李媛;金強;鄭磊;藺雪峰;楊博宇;張林偉;李力森;張俊杰
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F03D80/60
• 分類號: F03D80/60;F03D80/40;F03D1/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開的一種具有肋片式風機葉片除冰管路的系統及其工作方法，屬于風力發電技術領域。包括加熱器出口管道、前緣第一導熱管、前緣第二導熱管、前緣擋板、后緣擋板、后緣導熱管、送風機和加熱器。前緣第一導熱管通過肋片的加裝，可以合理調節葉片不同位置處除冰氣流的換熱面積，實現除冰氣流熱量的合理分布；通過前緣多層導熱管的布置，合理分配沿弦長方向的除冰氣流熱量；通過后緣端導熱管，實現了除冰工質的內部循環，極大程度降低了系統能耗。本發明優化了除冰系統的傳熱特性，改善了葉片內部的傳熱效果，提高了除冰系統的經濟性和安全性。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，具體涉及一種具有肋片式風機葉片除冰管路的系統及其工作方法。

背景技術

許多地區的風力發電機在冬天極易發生結冰現象。葉片一旦發生結冰，會嚴重影響葉片運行的安全性，而由于結冰導致的停機會給風場帶來額外的經濟損失。目前，市場化程度較高的葉片除冰方法為氣熱除冰法，但是目前采用的氣熱除冰法較為粗放，傳熱設計不合理，未能考慮到熱量分布與結冰分布的匹配度，因此會導致整個系統的傳熱效率較低，能耗較大。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種具有肋片式風機葉片除冰管路的系統及其工作方法，優化了除冰系統的傳熱特性，改善了葉片內部的傳熱效果，提高了除冰系統的經濟性和安全性。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種具有肋片式風機葉片除冰管路的系統，包括加熱器出口管道、前緣第一導熱管、前緣第二導熱管、前緣擋板、后緣擋板、后緣導熱管、送風機和加熱器；

前緣擋板分別與葉片前緣和腹板連接，前緣擋板上開設有前緣第一導熱管接口和前緣第二導熱管接口；第一后緣擋板分別與葉片后緣和腹板連接，第一后緣擋板上開設有后緣導熱管接口；后緣導熱管的一端與后緣導熱管接口連接，另一端與送風機連接，送風機與加熱器連接；加熱器出口管道的一端與加熱器連接，另一端分別與前緣第一導熱管和前緣第二導熱管連接；前緣第一導熱管靠近葉片前緣設置，并連接至前緣第一導熱管接口；前緣第一導熱管上設有肋片；前緣第二導熱管位于前緣第一導熱管和腹板之間，并連接至前緣第二導熱管接口；前緣第二導熱管上設有閥門，葉片前緣上設有葉片前緣測溫儀，腹板上設有腹板測溫儀，葉尖上設有葉尖測溫儀。

優選地，前緣第一導熱管和前緣第二導熱管分別位于葉片前緣與腹板之間的三等分位置處。

優選地，加熱器出口管道的長度為2～3m。

優選地，肋片為環形肋片。

優選地，肋片的布置密度沿葉根至前緣擋板遞增。

優選地，肋片的高度為前緣第一導熱管直徑的50％～100％。

優選地，肋片的截面為矩形、三角形或雙曲線形。

優選地，前緣第一導熱管、前緣第二導熱管和后緣導熱管的管徑相等。

本發明公開的上述具有肋片式風機葉片除冰管路的系統的工作方法，包括：風機葉片需要進行加熱時，送風機產生的除冰氣流經加熱器加熱后進入加熱器出口管道，流經前緣第一導熱管和/或前緣第二導熱管時與葉片前緣進行換熱，然后進入前緣擋板、后緣擋板、腹板和葉片前緣形成的腔室中與葉尖進行換熱，最后繞過葉尖進入后緣導熱管與葉片后緣進行換熱，最終回到送風機開始下一循環；

當葉尖測溫儀測量得到的葉尖溫度小于第一預設溫度時，提高加熱器的功率，直至葉尖溫度高于第一預設溫度；當葉片前緣測溫儀測量得到的葉片前緣溫度高出腹板測溫儀測量得到的腹板溫度超過第二預設溫度時，增加閥門的開度，加大前緣第二導熱管內部的除冰氣流流量，直至葉片前緣溫度與腹板溫度的溫度差在第二預設溫度之內。

優選地，第一預設溫度為3℃，第二預設溫度為5℃。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：