[發明專利]一種液相介質降溫設備及其控制方法

有效

• 申請號: 202110588016.9
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113374657B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 李大鵬
• 申請（專利權）人: 天津明智潤陽技術有限公司
• 主分類號: F03D80/60
• 分類號: F03D80/60;F03D80/00;F03D17/00
• 代理公司: 天津璽名知識產權代理有限公司 12237
• 代理人: 李莎

本發明公開了一種液相介質降溫設備及其控制方法，包括降溫型腔，降溫型腔一側壁上緊密貼合設置溫度傳感器，降溫型腔另一相對側壁上固定設置若干半導體制冷片和若干個溫控開關，若干半導體制冷片上均緊密貼合設置散熱片，散熱片上設置連接槽。本發明的有益效果是通過半導體制冷片的熱轉移制冷效應對降溫型腔內的冷卻液進行降溫，彌補了系統降溫裝置降溫功率不足的情況，通過多組傳感器對設備徑向監控，防止設備因長期處于過載狀態而導致損壞，而且還具有結構簡單，使用便捷，而且散熱效果好、噪音小、不振動、環保；同時安裝維護簡便，能有效對風力發電機組進行保護，避免風力發電機組由于高溫進入限功率運行或停機狀態。

技術領域

本發明屬于風力發電機配件技術領域，尤其是涉及一種液相介質降溫設備及其控制方法。

背景技術

風力發電機是將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能，發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。廣義地說，風能也是太陽能，所以也可以說風力發電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發電機，隨著輕機槍能源的普及，市面上出現了越來越多的風力發電機，而根據其結構特針的不同又分為雙饋式和直驅式。

對于雙饋式風力發電機組而言，齒輪箱是必不可少的重要傳動部件，由于齒輪箱傳動比非常高(≥100～130)，運轉扭矩非常大(≥900～1800kNm)，故此，齒輪箱這種設備在運轉時會有非常大的發熱量，這些通過齒輪嚙合、軸承摩擦、油池攪動等過程中所生成的熱量會導致齒輪箱潤滑油的油溫上升，當油溫上升到一定程度時(60℃左右)時，為避免潤滑油的溫度進一步升高而降低潤滑油黏度(黏度降低，在潤滑表面無法形成足夠厚度的潤滑油油膜，在傳動過程中會導致齒輪嚙合表面、軸承滾動體與軸套之間的各處摩擦傳動位置出現不可逆的機械損傷)，需要通過齒輪箱潤滑油空氣冷卻器對齒輪箱潤滑油進行冷卻，以確保潤滑油始終處于比較理想的工作溫度范圍(55℃～65℃)，超過此溫度范圍則風力發電機組有可能限制功率運行甚至停機。

目前常采用的降溫方式有風冷和水冷兩種，對于采用水冷變頻柜和水冷式發電機結構的風力發電機組而言，隨著風力發電機組的運行出力，會導致變頻柜和發電機的溫度升高，冷卻液循環泵會持續將冷卻液加壓注入冷卻循環管路，流經發熱部件(發電機、變頻柜)的冷卻液在循環壓力作用下進入冷卻液→空氣換熱器，將過多的熱量放散，維持冷卻液處于比較理想的工作溫度范圍 (20℃～35℃)，超過此溫度范圍則風力發電機組有可能限制功率運行甚至停機。

綜上所述，無論是齒輪箱潤滑油，還是變頻柜/發電機冷卻循環水都是通過油→空氣冷卻器或者水→空氣冷卻器實現多余熱量的排放，一般空氣冷卻器為避免空氣中的塵埃及其他污染物附著在管束表面影響換熱效果，在冷卻空氣風機入口處，都會設置空氣濾網，雖然可以避免外來污染物附著在管束表面，但是濾網表面就會附著大量的塵埃及其他污染物微粒，外來污染物的累積會逐漸阻塞空氣濾網，導致冷卻風量不足，影響換熱效率。

另一方面，多數風力發電機組廠商為了節約成本，空冷器換熱量的設計計算往往按照最低限度滿足機組運行需要進行選型，導致大部分機組的空冷換熱裝置設計容量偏小，在經過一段時間的運轉后，隨著設備積塵積垢以及自然老化，高溫問題逐漸凸顯，尤其是在春夏季節，由于空氣中的飄絮、昆蟲以及環境溫度升高高溫問題十分嚴重。

目前解決高溫問題的唯一手段就是人工對空冷器濾網、換熱管束進行清洗，一般空氣冷卻器都會設置在建筑物或大型設備頂部，這樣的設計主要是保證空氣的流通性以及降低風扇噪聲對周邊環境的影響，但是由于安裝高度普遍較高 (目前風力發電機組空氣冷卻器距離地面都在80～120米范圍)，造成空氣冷卻器進氣口濾網的清洗和更換難度較大，維護工作耗時長成本高，因此需要我們設計出一種液相介質降溫設備及其控制方法，來解決這些問題。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種液相介質降溫設備及其控制方法。