一种风电机组冷却系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风电机组冷却系统，包括：第一液路管道a，第一液路管道a从温控阀14的第一阀门141开始，依次通过水泵2、压力表4、补液球阀6、发热部件8、第一温度传感器10、第一压力传感器12，压力传感器12与温控阀14的第一阀门141连接，行程闭合回路；压力传感器12通过第二液路管道b与温控阀14的第二阀门142连接，第二液路管道b依次连接热交换器112、第二温度传感器5、第二压力传感器13。本发明专利技术实施例能够为现场运维人员提供热交换器当前的各项参数，从而实现更加灵活的调整检修时间，采取更加高效的预测性维护策略。避免发热部件在高温工况下运行，延长大功率部件的工作寿命，降低风电机组的度电成本，提高机组运行可靠性。

Cooling system of wind turbine

The invention discloses a wind turbine cooling system, comprising: a first liquid pipeline a, the first liquid pipelines a from the temperature control valve 14 the first valve 141, followed by a water pump 2, a pressure gauge 4, rehydration ball valve 6, heating parts 8, a first temperature sensor 10, a first pressure sensor 12, pressure a sensor 12 and 14 of the first 141 temperature control valve valve connected stroke closed loop; pressure sensor 12 through second valve second liquid pipelines B and temperature control valve 14 142 connections, second liquid pipelines B sequentially connected with a heat exchanger 112, second temperature sensor 5, second pressure sensor 13. The embodiment of the invention can provide the current parameters of the heat exchanger for the on-site operation and maintenance personnel, thereby realizing more flexible adjustment and repair time and adopting more efficient predictive maintenance strategy. Avoid heating parts in high temperature operation, prolong the working life of high-power parts, reduce the cost of the power unit, and improve the operation reliability of the unit.

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组冷却系统
本专利技术实施例涉及冷却
，尤其涉及一种风电机组冷却系统。
技术介绍
风力发电机通常理解为一种将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风电发电机包含风电机组冷却系统，该系统利用水泵将低温冷却介质泵送至风电机组的主要发热部件，低温冷却介质与发热部件进行热交换后，变为高温冷却介质。高温冷却介质循环至冷却系统的热交换器，通过风扇与环境空气进行强制换热，再次转化为低温冷却介质，回到水泵入口，完成冷却系统的循环换热。目前，由于发热部件散热需求增加，为提升换热效率，3兆瓦(MW)以上机型多采用热源-水-空二级换热的冷却系统。风扇电机提供的强制换热功能，保证了热交换器风道内足够的空气流量，但却将空气中的大量灰尘杂质吸入热交换器风道。尤其是每年春夏之交期间，我国部分地区杨柳树产生的飘絮，随着环境空气大量进入风道，时常造成热交换器堵塞。当热交换器风道堵塞到一定程度后，热交换器的换热能力(通过换热系数量化)将快速下降，导致风电机组发热部件出现高温故障，造成机组意外停机。
技术实现思路
本专利技术提供一种风电机组冷却系统，可以降低机组意外停机的频率，减少意外停机导致的发电量损失。本专利技术实施例提供了一种风电机组冷却系统，包括：第一液路管道a，所述第一液路管道a从温控阀14的第一阀门141开始，依次通过水泵2、压力表4、补液球阀6、发热部件8、第一温度传感器10、第一压力传感器12，所述压力传感器12与所述温控阀14的第一阀门141连接，行程闭合回路；所述压力传感器12通过第二液路管道b与所述温控阀14的第二阀门142连接，所述第二液路管道b依次连接热交换器112、第二温度传感器5、第二压力传感器13。进一步的，所述水泵2与所述压力表4之间设有安全阀3。进一步的，所述发热部件8的一侧设有第一维护球阀7，所述发热部件8的另一侧设有第二维护球阀9。进一步的，热交换器112与散热风扇及电机111连接。进一步的，所述水泵2与水泵电机1连接。本专利技术实施例能够通过第一压力传感器12和第二压力传感器13监测管路中的压力，同时通过温控阀14对给液进行控制，为现场运维人员提供热交换器当前的各项参数，从而实现更加灵活的调整检修时间，采取更加高效的预测性维护策略。通过第一温度传感器10、第二温度传感器5对温度进行实施检测，避免发热部件在高温工况下运行，延长大功率部件的工作寿命，降低风电机组的度电成本，提高机组运行可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例中的风电机组冷却系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种风电机组冷却系统，包括：第一液路管道a，所述第一液路管道a从温控阀14的第一阀门141开始，依次通过水泵2、压力表4、补液球阀6、发热部件8、第一温度传感器10、第一压力传感器12，所述压力传感器12与所述温控阀14的第一阀门141连接，行程闭合回路；所述压力传感器12通过第二液路管道b与所述温控阀14的第二阀门142连接，所述第二液路管道b依次连接热交换器112、第二温度传感器5、第二压力传感器13。进一步的，所述水泵2与所述压力表4之间设有安全阀3。进一步的，所述发热部件8的一侧设有第一维护球阀7，所述发热部件8的另一侧设有第二维护球阀9。进一步的，热交换器112与散热风扇及电机111连接。进一步的，所述水泵2与水泵电机1连接。下面通过一个具体实现方式对上述结构的使用进行具体描述：该技术方案的工作流程如下：完全开启第一维护球阀7和第二维护球阀9，通过补液球阀6向冷却系统补充冷却介质，直至压力表4读数达到冷却系统静态压力要求。启动水泵电机1，带动水泵2，泵送冷却介质在冷却系统中循环。冷却介质可以为冷却水或冷却油等。冷却介质温度高于温控阀14的完全开启温度时，冷却介质绝大部分经过热交换器112(Qh)，与环境空气换热后返回水泵2。其中，温控阀14的完全开启温度高于开启温度。示例性的，完全开启温度为100摄氏度，开启温度为80摄氏度。冷却介质温度低于温控阀14的开启温度时，冷却介质绝大部分经过热交换器112的旁通回路(Qc)，直接返回水泵2。冷却介质温度介于温控阀14的完全开启温度与开启温度时，冷却介质一部分经过热交换器112(Qh)，与环境空气换热，剩余部分经过热交换器112的旁通回路(Qc)，返回水泵2。冷却介质循环过程中，根据热交换器112的进口温度判断冷却系统当前工况，依据不同工况决定主控系统所需读取的温度和压力监测数据；再根据温度和压力数据，自动计算热交换器当前的实际换热系数与理论换热系数，对比二者；如果两者差距超出冷却系统的控制阈值，主控系统发出热交换器堵塞预警，提醒运维人员择机清洗热交换器，减少意外停机导致的发电量损失。本实施例的原理是，风电机组主控系统根据热交换器112冷却介质进口温度，判断当前冷却系统的工况，确定是否需要读取热交换器相关的压力数据；如需读取压力数据，则根据热交换器112的压阻，及热交换器压阻与流量的关系关系式，得出此时热交换器内的冷却介质实时流量。其中，压阻为第一压力传感器12与第二压力传感器13的读数差值。同时，根据第一温度传感器10与第二温度传感器5的读数差值确定冷却介质进出口温差，根据热交换器112的冷却介质进出口温差，及热平衡方程与机组环境温度(监测环境温度的温度传感器为机组自带，不包含在冷却系统中)，得到此时热交换器112的实际换热系数。然后，根据热交换器的理论换热系数与流量的关系关系式，得到此时热交换器的理论换热系数，同实际换热系数进行对比。如果两者差值超出主控系统的控制阈值，主控系统发出冷却系统热交换器堵塞故障预警，提醒运维人员选择合适时机清洗热交换器。热交换器压阻与流量的关系表达式、热平衡方程、热交换器实际换热系数与理论换热系数的表达式分别如式1、式2、式3和式4所示，式1中，ΔP为热交换器压阻；kp为管道阻力系数；l为管道长度；p为冷却介质密度；q为冷却介质流量。Q＝Cpq(ti-t3)(2)式2中，Q为换热功率；C为冷却介质比热；ti为热交换器冷却介质的进口温度；to为热交换器冷却介质的出口温度。式3中，Kr为热交换器实际换热系数；a，b为系数；ta为环境空气温度。Kt＝alnq+b(4)式4中，Kt为热交换器理论换热系数；a，b为系数；该技术方案的冷却系统调试过程包括三种工况：温控阀14关闭工况(2位)、温控阀14部分开启工况(1位与2位之间)，以及温控阀14完全开启工况(1位)。“1位”与“2位”的示意请见图一。风电机组冷却系统运行过程中，如果温度传感器10监测的冷却介质温度低于温控阀14的开启温度，冷却系统处于温控阀关闭工况。该工况下，冷却介质主要通过热交换器112的旁路直接返回水泵2，热交换器112内的冷却介质流量很小，可忽略不计，此工况下主控系统不必计算热交换器的换热系数。如果温度传感器10监测的冷却介质温度介于温控阀14的开启温度与完全开启温度之间，冷却系统处于温控阀部分开启工况。该工况下，一部分冷却介质通过热交换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电机组冷却系统，其特征在于，包括：第一液路管道(a)，所述第一液路管道(a)从温控阀(14)的第一阀门(141)开始，依次通过水泵(2)、压力表(4)、补液球阀(6)、发热部件(8)、第一温度传感器(10)、第一压力传感器(12)，所述压力传感器(12)与所述温控阀(14)的第一阀门(141)连接，行程闭合回路；所述压力传感器(12)通过第二液路管道(b)与所述温控阀(14)的第二阀门(142)连接，所述第二液路管道(b)依次连接热交换器(112)、第二温度传感器(5)、第二压力传感器(13)。

【技术特征摘要】
1.一种风电机组冷却系统，其特征在于，包括：第一液路管道(a)，所述第一液路管道(a)从温控阀(14)的第一阀门(141)开始，依次通过水泵(2)、压力表(4)、补液球阀(6)、发热部件(8)、第一温度传感器(10)、第一压力传感器(12)，所述压力传感器(12)与所述温控阀(14)的第一阀门(141)连接，行程闭合回路；所述压力传感器(12)通过第二液路管道(b)与所述温控阀(14)的第二阀门(142)连接，所述第二液路管道(b)依次连接热交换器(112)、第二温度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚景春，康涛，袁凌，潘磊，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11