本发明专利技术公开了一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置及控制方法，该散热装置包括具有润滑油换热通道的换热器和控制器，所述换热器设置于一四周密闭的箱体内，箱体的顶端和底端开口，箱体的顶端开口处安装有轴流风扇，底端开口作为进风口，所述轴流风扇与控制器电连接，所述润滑油换热通道的进油口处设置有用于检测该处油温的温度传感器，润滑油换热通道被分成包括至少两级温控调节区域，部分温控调节区域设置有用于检测该区域油温的温度传感器，且部分温控调节区域的末端设置有三通阀，三通阀外接有直通出油口的支管，控制器分别与所述温度传感器和三通阀电连接。上述散热装置不仅结构紧凑，便于安装；而且能根据需要进行多级控制、调节，提高了换热效率。
【技术实现步骤摘要】
一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置及控制方法
本专利技术属于风力发电设备
，尤其是涉及一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置及控制方法。
技术介绍
随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，可再生能源已成为全球能源产业发展的焦点。很多国家通过制定发展可再生能源的政策法规，促进其国内能源结构向清洁低碳转型，取得了积极成效，风力发电在我国的电力行业中也具有举足轻重的作用。风电机组故障率较高的一个原因是风冷散热器工作效率低下导致齿轮箱油温升高，风机只能限功率运行，如果温度仍然呈上升趋势，达到停机温度时就会导致停机保护，风机停机运行，影响风场的正常运营。风冷散热器工作效率低下的原因，主要是由于机舱设计紧凑，空间有限和施工条件限制，不能安装大功率的散热设备，加之发热元件较多，造成机舱内环境温度升高，换热效率不足等。目前现有用于风电机组齿轮箱的散热装置有很多种，但在实际的运行过程中普遍存在如下缺点：1)温控阀受多种因素影响常需要更换，带来诸多不便；2)循环水箱的物理构造存在缺陷，容易沉积杂质，且箱体容易漏水，单一的风冷或水冷降温效果不理想，结构复杂，更换维护成本高；3)大负荷运转时换热效率达不到预期效果；4)占用空间大，机舱空间利用没有做到最大化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置及控制方法，以解决现有技术中用于风电机组齿轮箱的散热装置存在降温效果不理想、占用空间大、换热效率低和维护成本高的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置，其包括换热器和控制器，所述换热器具有润滑油换热通道，所述换热器设置于一四周密闭的箱体内，箱体的顶端和底端开口，箱体的顶端开口处安装有轴流风扇，底端开口作为进风口，所述轴流风扇与控制器电连接，所述润滑油换热通道的一端作为进油口，另一端作为出油口，所述进油口和出油口均伸出箱体外，以将散热装置旁接在风力发电机组齿轮箱润滑油循环管路上，所述进油口处设置有用于检测该处油温的温度传感器，所述润滑油换热通道自进油口至出油口被分成包括至少两级温控调节区域，除最后一级外的其他各级温控调节区域均设置有用于检测该区域油温的温度传感器和连接于该区域末端的三通阀，所述三通阀外接有直通所述出油口的支管，所述控制器分别与进油口处的温度传感器及所述其他各级温控调节区域的温度传感器和三通阀电连接，所述进油口处的温度传感器将温度信号发送给控制器，控制器将该温度信号与设定温度比对后控制轴流风扇的转速，所述其他各级温控调节区域的温度传感器将温度信号发送给控制器，控制器将该温度信号与设定温度比对后控制三通阀的开闭，进而使润滑油流入下一级温控调节区域或经支管从出油口流出。作为本方案的进一步改进，所述换热器采用管式换热器，其包括沿高度方向间隔布置的若干层换热管，每层换热管均包括一组蛇形管。作为本方案的进一步改进，所述换热管采用双层套管结构，其内管作为润滑油换热通道，外管与内管之间充有换热介质。作为本方案的进一步改进，所述双层套管结构的外管为封闭式。作为本方案的进一步改进，所述进油口位于出油口的上方。作为本方案的进一步改进，所述进风口处安装有滤网，避免因换热器积灰而造成散热效率低下。作为本方案的进一步改进，所述轴流风扇与所述换热器垂直对中，能够高效利用轴流风扇的强制气流，提高散热效率。作为本方案的进一步改进，所述其他各级温控调节区域设置的温度传感器和三通阀均安装于上层换热管与下层换热管之间的纵向过渡段。如上所述的任一风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置的控制方法，包括以下过程：当齿轮箱内的润滑油通过换热器的进油口时，该处的温度传感器对油温进行检测，当油温﹤控制器设定的温度T1时，控制器控制轴流风扇低速转动，当油温≧控制器设定的温度T1且﹤控制器设定的温度T2时，控制器控制轴流风扇中速转动，当油温≧控制器设定的温度T2时，控制器控制轴流风扇高速转动；润滑油流经一级温控调节区域时，一级温控调节区域的温度传感器检测该区域的油温，当油温﹤控制器设定的温度T3且T3﹤T1时，控制器控制该区域末端的三通阀的开闭，使润滑油通过该区域末端的三通阀后经支管从出油口流出，否则流入下一级温控调节区域，依此类推，直至润滑油通过某级温控调节区域末端的三通阀后经支管从出油口流出或经换热器底部的出油口流出。作为本方案的进一步改进，所述T1＝45℃，T2＝60℃，T3＝30℃本专利技术的有益效果为，与现有技术相比，所述风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置具有以下优点：1)三通阀与温控装置分开设置，通过程序计算方式得实际油温，改进了温控的触发条件，增加了阀体的使用寿命；2)采用套管型一体冷排(油在内管、水在外管)蛇形排布，取消了原有水箱加循环水的设计，提高散热面积且留有风冷间隙，从设计结构上避免漏水、沉积，通过水冷加风冷复合散热，大大提高了换热效率；3)将轴流风扇设置在箱体顶部，带来的好处是装置四周可以有效密闭，箱体底部进风口可以加装滤网，避免换热器因积灰而造成的散热效率低下，上部出风可以将散热装置及一部分机舱环境内的热量直接从机舱顶部风口排出；4)大风天根据负荷及油温的综合调控(大风天大负荷时提前根据风功率超短期预测提前动作温控系统)实现分级投运，综合提升换热率；5)结构紧凑、占用空间小，可以最大限度利用机舱内的空间，且吊装、运输和安装更方便。附图说明图1是本专利技术具体实施方式提供的风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置的透明化处理后的立体结构示意图；图2是本专利技术具体实施方式提供的风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置的换热器的立体结构示意图；图3是本专利技术具体实施方式提供的风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置的换热管的横截面图；图4是本专利技术具体实施方式提供的一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置的控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当部件被称为“固定于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置，其包括换热器和控制器，所述换热器具有润滑油换热通道，其特征在于，所述换热器设置于一四周密闭的箱体内，箱体的顶端和底端开口，箱体的顶端开口处安装有轴流风扇，底端开口作为进风口，所述轴流风扇与控制器电连接，所述润滑油换热通道的一端作为进油口，另一端作为出油口，所述进油口和出油口均伸出箱体外，以将散热装置旁接在风力发电机组齿轮箱润滑油循环管路上，所述进油口处设置有用于检测该处油温的温度传感器，所述润滑油换热通道自进油口至出油口被分成包括至少两级温控调节区域，除最后一级外的其他各级温控调节区域均设置有用于检测该区域油温的温度传感器和连接于该区域末端的三通阀，所述三通阀外接有直通所述出油口的支管，所述控制器分别与进油口处的温度传感器及所述其他各级温控调节区域的温度传感器和三通阀电连接，所述进油口处温度传感器将温度信号发送给控制器，控制器将该温度信号与设定温度比对后控制轴流风扇的转速，所述其他各级温控调节区域的温度传感器将温度信号发送给控制器，控制器将该温度信号与设定温度比对后控制三通阀的开闭，进而使润滑油流入下一级温控调节区域或经支管从出油口流出。/n
【技术特征摘要】
1.一种风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置，其包括换热器和控制器，所述换热器具有润滑油换热通道，其特征在于，所述换热器设置于一四周密闭的箱体内，箱体的顶端和底端开口，箱体的顶端开口处安装有轴流风扇，底端开口作为进风口，所述轴流风扇与控制器电连接，所述润滑油换热通道的一端作为进油口，另一端作为出油口，所述进油口和出油口均伸出箱体外，以将散热装置旁接在风力发电机组齿轮箱润滑油循环管路上，所述进油口处设置有用于检测该处油温的温度传感器，所述润滑油换热通道自进油口至出油口被分成包括至少两级温控调节区域，除最后一级外的其他各级温控调节区域均设置有用于检测该区域油温的温度传感器和连接于该区域末端的三通阀，所述三通阀外接有直通所述出油口的支管，所述控制器分别与进油口处的温度传感器及所述其他各级温控调节区域的温度传感器和三通阀电连接，所述进油口处温度传感器将温度信号发送给控制器，控制器将该温度信号与设定温度比对后控制轴流风扇的转速，所述其他各级温控调节区域的温度传感器将温度信号发送给控制器，控制器将该温度信号与设定温度比对后控制三通阀的开闭，进而使润滑油流入下一级温控调节区域或经支管从出油口流出。
2.根据权利要求1所述的风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置，其特征在于，所述换热器采用管式换热器，其包括沿高度方向间隔布置的若干层换热管，每层换热管均包括一组蛇形管。
3.根据权利要求2所述的风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置，其特征在于，所述换热管采用双层套管结构，其内管作为润滑油换热通道，外管与内管之间充有换热介质。
4.根据权利要求3所述的风电机组齿轮箱润滑油一体式散热装置，其特征在于，所述双层套管结构的外...
【专利技术属性】
技术研发人员：常建华，孔金良，闫博文，李建华，巴信国，张宝珍，王鹏，郭森，杨辉，
申请(专利权)人：华能新能源股份有限公司山西分公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。