一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统及其控制方法，属于风力发电机组的辅助设备领域，包括用于传送冷却介质的管道和水泵，管道包括第一管道和第二管道，水泵连接在呈闭式的第一管道上，沿水泵输出冷却介质的方向上：第一管道上依次连接有温度传感器和温控阀；第二管道的一端连接在第一管道上，第二管道的另一端与温控阀连接，第二管道上还连接有热交换器；冷却系统还包括第三管道和连接在第三管道上的调试阀门，第三管道的一端连接在温控阀与热交换器之间的第二管道上，另一端连接在温控阀输出端的第一管道上。本发明专利技术可以通过开启调试阀门导通第一管道和热交换器，从而排出热交换器内的空气，降低水泵的故障率。

A cooling system of wind turbine and its control method to reduce the failure rate of water pump

The invention discloses a water pump can reduce the failure rate of the wind turbine cooling system and control method thereof, and belongs to the field of auxiliary equipment of wind turbine, including transmission pipes and pumps for cooling medium, pipe includes a first conduit and a second conduit, water pump connected to the first pipe is closed, the water pump output cooling medium direction: the first pipeline is sequentially connected with a temperature sensor and a temperature control valve; one end of the second pipeline connected to the first pipe, the other end of the pipe second is connected with the temperature control valve, second pipe is connected with a heat exchanger; the cooling system also includes third pipe and valve connection debugging on the third pipeline, second one end of the pipe is third pipe connections between the control valve and the heat exchanger on the other end is connected with the output end of the temperature control valve first pipeline. The invention can open the debugging valve to conduct the first pipe and the heat exchanger, so as to discharge the air in the heat exchanger, and reduce the failure rate of the water pump.

【技术实现步骤摘要】
一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统及其控制方法
本专利技术涉及风力发电机组的辅助设备领域，特别是涉及一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统及其控制方法。
技术介绍
风电机组冷却系统的作用：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，3MW(含3MW)以上机型多采用热源-水-空二级换热的冷却系统。为了减小系统功耗，冷却系统通常在循环回路中设置温控阀，当冷却介质温度高于温控阀开启温度时，风扇电机启动，冷却介质部分或大部分经过热交换器后，返回水泵；当冷却介质温度低于温控阀开启温度时，风扇电机不启动，冷却介质绕过热交换器，直接返回水泵。但是在低温环境下，现场调试风电机组冷却系统时，由于发热部件未启动，冷却介质温度上升有限，使冷却介质绕过热交换器直接回到水泵，导致热交换器内积存大量空气，不能及时通过排气阀排放到外部环境中。当冷却介质温度高于温控阀开启温度时，热交换器内的空气又会通过冷却系统的循环回路进入水泵，空气对水泵的机械密封(以下简称机封)而言是一种致命风险，通常会导致机封失效，造成风电机组的意外停机。因此，现场调试冷却系统过程中，如何有效排出热交换器内的积存空气，成为目前迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够有效排除热交换器内积存的空气的可降低水泵故障率的风电机组冷却系统及其控制方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统，包括用于传送冷却介质的管道和水泵，所述管道包括第一管道和第二管道；所述水泵连接在呈闭式的所述第一管道上，沿水泵输出冷却介质的方向上：所述第一管道上依次连接有温度传感器和温控阀，所述第一管道在所述温度传感器之前经过发热部件，并在所述温度传感器之后与所述温控阀的第一输入端连接；所述第二管道的一端连接在温控阀的第一输入端与温度传感器之间的第一管道上；所述第二管道的另一端与温控阀的第二输入端连接，所述第二管道上还连接有热交换器；所述冷却系统还包括第三管道和连接在所述第三管道上的调试阀门，所述第三管道的一端连接在所述温控阀与热交换器之间的第二管道上，另一端连接在温控阀输出端的第一管道上。进一步地，在所述水泵与发热部件之间的第一管道上还设置有压力表。进一步地，所述第一管道上在水泵出口处还连接有安全阀。进一步地，所述第一管道上还连接有补液阀门。进一步地，沿水泵输出冷却介质的方向上，所述第一管道上还分别设置有在所述发热部件前、后的第一维护阀门和第二维护阀门。进一步地，所述热交换器处还设置有散热风扇。进一步地，所述水泵与热交换器均带有排气阀。进一步地，所述调试阀门为球阀。优选地，所述补液阀门为球阀。优选地，所述第一维护阀门和第二维护阀门均为球阀。另一方面，提供一种所述的可降低水泵故障率的风电机组冷却系统的控制方法，在调试阶段，若温控阀对第二管道内的热交换器呈关闭状态，对第一管道呈开启状态，则开启第三管道上的调试阀门，使第三管道导通了第二管道和第一管道，冷却介质经过热交换器和第一管道返回水泵。进一步地，所述冷却系统中，在所述水泵与发热部件之间的第一管道上还设置有压力表；所述控制方法中：在调试阶段，若温控阀呈部分开启状态，通过压力表的读数判断所述第一管道内压力波动，若压力波动大，则开启第三管道上的调试阀门。由于采用上述技术方案，本专利技术至少具有以下优点：(1)本专利技术通过在温控阀前后的第一管道和第二管道之间连通第三管道，使第三管道上的调试阀门与温控阀并联，在冷却系统安装调试中，当温控阀对第二管道内的热交换器呈关闭状态，对第一管道呈开启状态时，冷却介质绕过热交换器在呈闭式的第一管道内循环，热交换器会在其内积存空气，为了排出热交换器内的空气，可以通过开启调试球阀导通第一管道和热交换器(第二管道)，使冷却介质在第一管道内循环的同时分流到热交换器，从而排出热交换器内的空气，从而降低水泵的故障率；(2)本专利技术还可结合使用压力表，监测管道内的压力波动情况，当压力波动比较大时，说明冷却系统内较多的积存空气，需开启调试球阀。(3)本专利技术的冷却系统具有结构简单、逻辑清晰、可靠性高等多重优势。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术的可降低水泵故障率的风电机组冷却系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统在风电机组上使用的实施例，如图1所示，包括用于传送冷却介质的管道和水泵2，管道包括第一管道1和第二管道1.1；水泵2连接在呈闭式的第一管道1上，沿水泵2输出冷却介质的方向上：第一管道1依次连接有温度传感器10和温控阀12，第一管道1在温度传感器10经过发热部件8用于带走热量，并在温度传感器10之后与温控阀12的第一输入端连接；第二管道1.1的一端连接在温控阀12的第一输入端与温度传感器10之间的第一管道1上；第二管道1.1的另一端与温控阀12的第二输入端连接，第二管道1.1上还连接有热交换器11.2；冷却系统还包括第三管道1.2和连接在第三管道1.2上的调试阀门5，第三管道1.2的一端连接在温控阀12与热交换器11.2之间的第二管道1.1上，另一端连接在温控阀12输出管道的第一管道1上，调试阀门5用于导通冷却介质从热交换器11.2到第一管道1的循环回路。上述管道优选带有排气阀。温控阀12包括三种工况：温控阀12关闭工况(2位)、温控阀12部分开启工况(1位与2位之间)，以及温控阀12完全开启工况(1位)。“1位”与“2位”的示意请见图1。当冷却介质经过在发热的发热部件8后，温控阀12根据温度传感器10监测的温度决定是否使冷却介质经过热交换器12：(1)温控阀12为关闭状态(2位),冷却介质经过第一管道1(即冷却介质绕过热交换器11.2)直接返回水泵2；或(2)温控阀12为完全开启状态(1位)，冷却介质经过热交换器11.2的第二管道1.1再进入第一管道1后返回水泵2；或(3)温控阀12为部分开启状态(1位与2位之间)，冷却介质同时经过热交换器11.2(第二管道1.1)与其旁路(即与热交换器11.2并联的一段第一管道1)返回水泵2。本专利技术在使用时，在冷却系统调试阶段，待冷却系统内的冷却介质充足，启动水泵2(包括水泵和推动水泵运行的水泵电机)，使冷却介质在系统回路中充分循环，通过水泵2、管道等上面的排气阀排出系统内空气；在冷却系统调试阶段，若温控阀12为关闭状态，冷却介质绕过热交换器11.2直接返回水泵2，则开启调试阀门5，使冷却介质同时经过热交换器11.2与其旁路(即与热交换器11.2并联的一段第一管道1)返回水泵2，减少热交换器11.2内积存空气，从而有效降低风电机组并网运行后的水泵故障率，提升机组运行可靠性。作为一种改进，在水泵2与发热部件8之间的第一管道1上还可以设置压力表4。压力表的读数波动较大时说明冷却系统内存在较多空气。为了调节冷却系统内压力，第一管道1上在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统，包括用于传送冷却介质的管道和水泵，所述管道包括第一管道和第二管道；所述水泵连接在呈闭式的所述第一管道上，沿所述水泵输出冷却介质的方向上：所述第一管道上依次连接有温度传感器和温控阀，所述第一管道在所述温度传感器之前经过发热部件，并在所述温度传感器之后与所述温控阀的第一输入端连接；所述第二管道的一端连接在温控阀的第一输入端与温度传感器之间的第一管道上；所述第二管道的另一端与温控阀的第二输入端连接，所述第二管道上还连接有热交换器；其特征在于，所述冷却系统还包括第三管道和连接在所述第三管道上的调试阀门，所述第三管道的一端连接在所述温控阀与热交换器之间的第二管道上，另一端连接在温控阀输出端的第一管道上。

【技术特征摘要】
1.一种可降低水泵故障率的风电机组冷却系统，包括用于传送冷却介质的管道和水泵，所述管道包括第一管道和第二管道；所述水泵连接在呈闭式的所述第一管道上，沿所述水泵输出冷却介质的方向上：所述第一管道上依次连接有温度传感器和温控阀，所述第一管道在所述温度传感器之前经过发热部件，并在所述温度传感器之后与所述温控阀的第一输入端连接；所述第二管道的一端连接在温控阀的第一输入端与温度传感器之间的第一管道上；所述第二管道的另一端与温控阀的第二输入端连接，所述第二管道上还连接有热交换器；其特征在于，所述冷却系统还包括第三管道和连接在所述第三管道上的调试阀门，所述第三管道的一端连接在所述温控阀与热交换器之间的第二管道上，另一端连接在温控阀输出端的第一管道上。2.根据权利要求1所述的可降低水泵故障率的风电机组冷却系统，其特征在于，在所述水泵与发热部件之间的第一管道上还设置有压力表。3.根据权利要求2所述的可降低水泵故障率的风电机组冷却系统，其特征在于，所述第一管道上在水泵出口处还连接有安全阀。4.根据权利要求2所述的可降低水泵故障率的风电机组冷却系统，其特征在于，所述第一管道上还连接有补液阀门。5.根据权利要求1所述的可降低...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚景春，袁凌，康涛，张建福，
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