本发明专利技术涉及风电领域，具体涉及一种高效率的桨叶气热除冰装置，包括机舱、轮毂和多个叶片，机舱连接轮毂，多个叶片设置在轮毂上，叶片包括壳体、设置在壳体的叶片前缘的叶片前缘腹板和设置在壳体的叶片后缘的叶片后缘腹板，进风通道的头部安装有鼓风机，鼓风机的入风口安装有加热器，进风通道的尾部设有多个扰流板，叶片前缘腹板的尾部设有多个叶片前缘腹板通气孔。通过设置叶片前缘腹板通气孔，减少了除冰系统流动阻力；扰流板设置在叶片前缘的关键除冰区域，强化关键除冰区域叶片外壁温升。强化关键除冰区域叶片外壁温升。强化关键除冰区域叶片外壁温升。
【技术实现步骤摘要】
一种高效率的桨叶气热除冰装置
[0001]本专利技术涉及风电领域，具体涉及一种高效率的桨叶气热除冰装置。
技术介绍
[0002]风电作为一种可再生的新能源，在我国的电力结构中占有较高的地位。然而当在冬季运行时，叶片结冰给风电场的运行安全和发电效益带来了双重困扰。叶片结冰破坏了气动外型，降低了机组风能捕获能力，加大了叶片的载荷和震动。风电场业主迫切需要可以对结冰较严重的风电场进行叶片装配除冰的系统。热鼓风加热除冰是一种叶片主动抗冰冻技术，通过将加热的空气输送到叶片内腔中，热空气携带的热量从叶片内表面向外表面传递，从而融化叶片外表面的冰层。热鼓风加热除冰具有运行安全可靠、维护简单易行以及系统成本较低等优点。单纯从传热流程来看，热鼓风除冰主要有热对流和热传导两种传热过程。
[0003]专利号为2022113917418的一种风力发电机的叶片除冰性能优化方法及系统，参看图3，前缘区域为主要的迎风区域，也是叶片结冰严重且结冰对叶片气动性能影响较大的区域。热鼓风加热除冰是一种主动抗冰冻技术，热风循环系统由鼓风机、加热器、通风管道和叶片内腔组成。上述的缺点如下：
[0004]1.需要额外设置有通风管，且需分段安装，安装固定和后期维护更换均较麻烦，影响叶片的厂内生产效率，设计成本高。
[0005]2.前缘腹板无开孔，叶尖流动截面积小，流动阻力大，导致鼓风机选型较大，重量较重。
[0006]3.后缘腹板无挡风板，导致后缘非关键除冰区域散热损失大，降低除冰效率。
[0007]4.前缘关键区域无扰流板，导致前缘内腔壁面热气流流速较低，对流传热系数较小，热阻较大。
[0008]5.系统循环温升慢，除冰耗时长。
[0009]6加热器出口温度控制未设置在叶片壁面，无法充分提高加热器出口风温，除冰性能差。
[0010]有鉴于此，本专利技术提供一种高效率的桨叶气热除冰装置。
技术实现思路
[0011]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高效率的桨叶气热除冰装置。
[0012]为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0013]一种高效率的桨叶气热除冰装置，包括机舱、轮毂和多个叶片，所述机舱连接轮毂，多个所述叶片设置在所述轮毂上，所述叶片包括壳体、设置在壳体的叶片前缘的叶片前缘腹板和设置在壳体的叶片后缘的叶片后缘腹板，所述叶片前缘腹板和壳体之间的空腔形成循环出风通道，所述叶片前缘腹板和叶片后缘腹板之间形成循环回风通道，所述循环出风通道的头部安装有鼓风机，所述鼓风机的入风口安装有加热器，所述循环出风通道的尾
部设有多个扰流板，所述叶片前缘腹板的尾部设有多个叶片前缘腹板通气孔，所述叶片前缘腹板通气孔连通所述循环出风通道和循环回风通道；
[0014]通过启动所述叶片的鼓风机和加热器，所述鼓风机的入风口和所述加热器的出风口温度迅速升温，气流从加热器的出风口出发，先经过循环出风通道，然后通过叶片前缘腹板通气孔进入到循环回风通道，最后回鼓风机，使气流在所述叶片内进行循环，提高所述叶片的内壁温度，当所述叶片的内壁温度智能控制装置检测到温度达到设定值时，通过控制加热器启停，使得叶片内壁温度智能控制装置的温度值控制在恒定范围。
[0015]进一步，所述鼓风机和所述加热器固定在隔板上，所述隔板通过紧固件与预埋在所述叶片前缘和所述叶片前缘腹板的法兰连接密封固定。
[0016]进一步，还包括系统流量智能调节装置，所述系统流量智能调节装置设置在隔板上。
[0017]进一步，靠近壳体的叶尖位置，所述叶片后缘的叶片后缘腹板之间安装有第一挡风板；靠近壳体的叶根位置，所述叶片后缘的叶片后缘腹板之间安装有第二挡风板。
[0018]进一步，还包括叶片内壁温度安全控制装置，所述叶片内壁温度安全控制装置安装在靠近加热器出风口的叶片前缘腹板上
[0019]进一步，还包括加热器过温保护装置，所述加热器过温保护装置设置在所述加热器上。系统运行过程中，加热器可能出现干烧的异常情况，该装置通过温度传感器反馈信号，当温度超出一定值，报系统安全故障。
[0020]进一步，所述叶片的叶根外侧上设有结冰探测装置。
[0021]进一步，所述机舱内安装有电滑环、机组控制柜和机组配电柜，所述机组控制柜和机组配电柜均连接所述电滑环，所述机舱的下部设有塔筒。
[0022]所述轮毂内设有除冰控制模块和配电柜，所述鼓风机连接有除冰控制模块和配电柜，所述除冰控制模块连接有电滑环。
[0023]进一步，所述叶片前缘上设有除冰关键区域，所述除冰关键区域上铺设有高导热性的碳纤维材料。
[0024]进一步，所述叶片前缘的非除冰关键区域、所述叶片后缘、所述壳体的叶尖和壳体的叶根上铺设有保温涂敷材料或保温装置，所述保温涂敷材料或保温装置用于减少叶片的散热损失。
[0025]由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0026]本专利技术为一种高效率的桨叶气热除冰装置，通过设置叶片前缘腹板通气孔，减少了除冰系统流动阻力；扰流板设置在叶片前缘的关键除冰区域，强化关键除冰区域叶片外壁温升；叶片后缘和叶片后缘腹板之间设置加挡风板，减少非关键除冰区域的散热损失，显著提高系统除冰能力，优化鼓风机风量和加热器功率选型设计，减少鼓风机和加热器功率和重量，便于安装和维护。
[0027]增加系统流量智能调节装置，在除冰系统刚开始运行时，系统流量智能调节装置开启，加速加热器出口风量到鼓风机入口的循环，缩短空气循环升温时间，提高除冰效率，增加机组发电量。
附图说明
[0028]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0029]图1为本专利技术实施例一种高效率的桨叶气热除冰装置的结构示意图。
[0030]图2为本专利技术实施例叶片的内部的结构示意图。
[0031]图3为本专利技术实施例优化前叶片外壁和优化后叶片外壁的对比示意图。
[0032]图4为本专利技术实施例扰流板安装于叶片前缘腹板上的结构示意图。
[0033]图5为本专利技术实施例一种高效率的桨叶气热除冰装置的气流流动效果图。
[0034]图中：1
‑
机舱；2
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轮毂；3
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叶片；4
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机组控制柜；5
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机组配电柜；6
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电滑环；7
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除冰控制模块；8
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配电柜；9
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塔筒；10
‑
鼓风机。
[0035]11
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加热器；12
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扰流板；13
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叶片前缘腹板通气孔；14
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隔板；15
‑
系统流量智能调节装置；16
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第一挡风板；17
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第二挡风板；18
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叶片内壁温度安全控制装置；19
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加热器过温保护装置；20
‑
结冰探测装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高效率的桨叶气热除冰装置，包括机舱、轮毂和多个叶片，所述机舱连接轮毂，多个所述叶片设置在所述轮毂上，其特征在于：所述叶片包括壳体、设置在壳体的叶片前缘的叶片前缘腹板和设置在壳体的叶片后缘的叶片后缘腹板，所述叶片前缘腹板和壳体之间的空腔形成循环出风通道，所述叶片前缘腹板和叶片后缘腹板之间形成循环回风通道，所述循环出风通道的头部安装有鼓风机，所述鼓风机的入风口安装有加热器，所述循环出风通道的尾部设有多个扰流板，所述叶片前缘腹板的尾部设有多个叶片前缘腹板通气孔，所述叶片前缘腹板通气孔连通所述循环出风通道和循环回风通道；通过启动所述叶片的鼓风机和加热器，所述鼓风机的入风口和所述加热器的出风口温度迅速升温，气流从加热器的出风口出发，先经过循环出风通道，然后通过叶片前缘腹板通气孔进入到循环回风通道，最后回鼓风机，使气流在所述叶片内进行循环，提高所述叶片的内壁温度，当所述叶片的内壁温度智能控制装置检测到温度达到设定值时，通过控制加热器启停，使得叶片内壁温度智能控制装置的温度值控制在恒定范围。2.根据权利要求1所述的一种高效率的桨叶气热除冰装置，其特征在于：所述鼓风机和所述加热器固定在隔板上，所述隔板通过紧固件与预埋在所述叶片前缘和所述叶片前缘腹板的法兰连接密封固定。3.根据权利要求2所述的一种高效率的桨叶气热除冰装置，其特征在于：还包括系统流量智能调节装置，所述系统流量智能调节装置设置在隔板上。4.根据权利要求1所述的一种高效率的桨叶气热除冰装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈中亚，毛涵韬，马鹏楠，陈晨，罗勇水，何先照，
申请(专利权)人：浙江运达风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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