风机叶片防冰除冰系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风机叶片防冰除冰系统，包括气热防冰装置、膨胀管除冰装置、电加热除冰装置、层除冰装置及监测控制装置。气热防冰装置包括冷凝器、送风管道及引风管道；送风管道与冷凝器连接，用于将冷凝器的热风排气送至风机轮毂及机舱内部；引风管道设于风机轮毂处，用于将风机轮毂处的热空气引入风机叶片内部。膨胀管除冰装置包括多个布设在风机叶片上的相互并联的膨胀管。电加热除冰装置包括多个布设在风机叶片上的相互并联的电阻丝。层除冰装置包括设置在风机叶片上的疏水涂层。监测控制装置包括防冰除冰控制模块以及与防冰除冰控制模块电性连接的加速度传感器、温度传感器和光纤传感器。本系统能量利用率高，积冰去除效果理想。

【技术实现步骤摘要】
风机叶片防冰除冰系统
本专利技术涉及风机防冰除冰
，特别是涉及一种风机叶片防冰除冰系统。
技术介绍
近十年来，我国能源转型进程不断加快，风电产业取得了快速发展，我国已成为世界上规模化风电装机容量最大的国家。随着风电运营技术的不断完善，风机的监测和运维技术也日益受到重视。尽管风机选型会根据选址地域的天气条件进行专门的设计和制造，但是，异常天气条件的频繁出现也使得暴露在自然环境中的风机受到诸多安全运行挑战。在我国，诸如湖南、湖北、贵州、广西东北部、广东北部及江西部分地区等地，由于特殊的地理气候条件，高湿低温环境下容易在风机叶片表面形成覆冰层，且不同的高湿低温环境会形成不同类型的覆冰。在内蒙、东北、新疆和甘肃等地，冬季大雪天气同样会造成风机叶片覆雪覆冰。上述情形会降低风机风轮转速并减少风能捕获效率，同时，会增加叶片运行载荷并提高控制难度。极端情况下，可能使风机运行过载而发生倒塌、叶片折断等事故，且覆冰不平衡导致的叶片旋转失衡会降低风机的使用寿命。大多数风机在遭遇叶片覆冰覆雪时会被迫停止运行，造成了风力资源的严重浪费。为了在冬季低温天气长时持续利用风能，就需要采取相应的防冰除冰措施。目前，国内外提出的风机叶片除冰方法主要包括机械除冰、涂料除冰、超声波除冰、热能除冰和气动带除冰等。电加热防冰除冰是最可行和有效的除冰方法。然而，尽管电加热除冰具有最高的能量利用率，但是，电加热所耗能量在风机年发电量中占比较高，造成了较大的电量损耗。这就严重不利于提高风力发电度电成本，不利于提高风电在电力自由交易市场的竞价能力。目前，针对现有风机叶片防冰融冰措施存在的问题，亟需一种高效、经济的防冰融冰方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风机叶片防冰除冰系统，以解决现有技术中存在的防冰融冰的电量损耗大的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供的一种风机叶片防冰除冰系统，包括：气热防冰装置，包括冷凝器、送风管道及引风管道；所述送风管道与所述冷凝器连接，用于将所述冷凝器的热风排气送至风机轮毂及机舱内部；所述引风管道设于风机轮毂处，用于将风机轮毂处的热空气引入风机叶片内部；膨胀管除冰装置，包括多个膨胀管；多个所述膨胀管均布设在风机叶片上，且多个所述膨胀管相互并联；电加热除冰装置，包括多个电阻丝；多个所述电阻丝均布设在风机叶片上，且多个所述电阻丝相互并联；层除冰装置，包括疏水涂层；所述疏水涂层设置在风机叶片上；以及，监测控制装置，包括防冰除冰控制模块以及与所述防冰除冰控制模块电性连接的加速度传感器、温度传感器和光纤传感器。进一步地，所述送风管道内设有送风机。进一步地，所述送风管道内设有辅助电加热装置。进一步地，所述冷凝器连接有引风主管道；所述引风主管道用于向所述冷凝器内引入冷空气。进一步地，所述引风主管道连接有机舱内冷空气入口及叶片冷空气入口。进一步地，所述冷凝器还连接有机舱外冷空气入口。进一步地，每个所述膨胀管内均设有涡轮增压气泵。进一步地，所述电阻丝与所述膨胀管在风机叶片的长度方向上交替设置。进一步地，风机叶片表面依次设置有金属耐压层、所述膨胀管、弹性膜和所述疏水涂层。进一步地，风机叶片表面依次设置有绝缘导热层、所述电阻丝、绝缘导热层、金属蓄热层和所述疏水涂层。本专利技术提供的风机叶片防冰除冰系统，利用冷凝器排出的废热，输入机舱内部和风机叶片内部，保证机舱内部的运行温度和叶片内部的气热温度，达到防冰的目的，并且，利用膨胀管的周期性膨胀作用，将结冰初期的薄弱冰层与叶片分离，使叶片外表面的冰层破碎而脱落，同时，利用电加热的方式，直接消融、去除较厚的积冰，此外，利用设置在风机叶片表面的层除冰装置，减慢结冰进度，使冰融化或减小冰与物件表面的粘接力，促进融冰降落，本防冰除冰系统的能量利用率较高，积冰去除效果理想，解决了现有的防冰融冰措施电量损耗大的问题，适于进行推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种风机叶片防冰除冰系统中的气热防冰装置的部分结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种风机叶片防冰除冰系统中的气热防冰装置的又一部分结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种风机叶片防冰除冰系统中的膨胀管除冰装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种风机叶片防冰除冰系统中的电加热除冰装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种风机叶片防冰除冰系统中的层除冰装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种风机叶片防冰除冰系统中的层除冰装置的另一结构示意图。附图标记：1-叶片；2-叶片底衬；4-轴承；5-发热齿轮箱；6-发电机；7-变频器；8-冷凝器；9-冷却主管道；10-闸阀；11-散热主管道；12-引风主管道；13-机舱外冷空气入口；14-机舱内冷空气入口；15-叶片冷空气入口；16-送风管道；17-机舱尾部排气口；19-引风管道；20-涡轮增压风扇；21-隔板；22-膨胀管；24-入口控制阀；25-出口控制阀；27-通电导线；28-供电电源；29-压力传感器；30-传感器信号线；31-电阻丝；32-加热供电电缆；33-电阻丝温度传感器；40-疏水涂层；41-金属耐压层；42-弹性膜；43-绝缘导热层；44-金属蓄热层。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例：在本实施例的可选方案中，如图1至图5所示，本实施例提供的一种风机叶片防冰除冰系统，包括：气热防冰装置，包括冷凝器8、送风管道16及引风管道19；送风管道16与冷凝器8连接，用于将冷凝器8的热风排气送至风机轮毂及机舱内部；引风管道19设于风机轮毂处，用于将风机轮毂处的热空气引入风机叶片1内部；膨胀管除冰装置，包括多个膨胀管22；多个膨胀管22均布设在风机叶片1上，且多个膨胀管22相互并联；电加热除冰装置，包括多个电阻丝31；多个电阻丝31均布设在风机叶片1上，且多个电阻丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风机叶片防冰除冰系统，其特征在于，包括：气热防冰装置，包括冷凝器(8)、送风管道(16)及引风管道(19)；所述送风管道(16)与所述冷凝器(8)连接，用于将所述冷凝器(8)的热风排气送至风机轮毂及机舱内部；所述引风管道(19)设于风机轮毂处，用于将风机轮毂处的热空气引入风机叶片(1)内部；膨胀管除冰装置，包括多个膨胀管(22)；多个所述膨胀管(22)均布设在风机叶片(1)上，且多个所述膨胀管(22)相互并联；电加热除冰装置，包括多个电阻丝(31)；多个所述电阻丝(31)均布设在风机叶片(1)上，且多个所述电阻丝(31)相互并联；层除冰装置，包括疏水涂层(40)；所述疏水涂层(40)设置在风机叶片(1)上；以及，监测控制装置，包括防冰除冰控制模块以及与所述防冰除冰控制模块电性连接的加速度传感器、温度传感器和光纤传感器。

【技术特征摘要】
1.一种风机叶片防冰除冰系统，其特征在于，包括：气热防冰装置，包括冷凝器(8)、送风管道(16)及引风管道(19)；所述送风管道(16)与所述冷凝器(8)连接，用于将所述冷凝器(8)的热风排气送至风机轮毂及机舱内部；所述引风管道(19)设于风机轮毂处，用于将风机轮毂处的热空气引入风机叶片(1)内部；膨胀管除冰装置，包括多个膨胀管(22)；多个所述膨胀管(22)均布设在风机叶片(1)上，且多个所述膨胀管(22)相互并联；电加热除冰装置，包括多个电阻丝(31)；多个所述电阻丝(31)均布设在风机叶片(1)上，且多个所述电阻丝(31)相互并联；层除冰装置，包括疏水涂层(40)；所述疏水涂层(40)设置在风机叶片(1)上；以及，监测控制装置，包括防冰除冰控制模块以及与所述防冰除冰控制模块电性连接的加速度传感器、温度传感器和光纤传感器。2.根据权利要求1所述的风机叶片防冰除冰系统，其特征在于，所述送风管道(16)内设有送风机。3.根据权利要求1所述的风机叶片防冰除冰系统，其特征在于，所述送风管道(16)内设有辅助电加热装置。4.根据权利要求1所述的风机叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡阳，朱红路，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11