防止潮湿的环境空气进入离岸风力涡轮机腐蚀设备的方法和系统技术方案

通过使进入涡轮机的潮湿环境空气最小化来防止离岸风力涡轮机中的设备腐蚀的方法和系统。该系统有助于增加涡轮机的吊舱到塔架、转子到叶片和吊舱到转子的动态界面的密封从而使进入风力涡轮机的潮湿环境空气或泄漏出风力涡轮机的干净空气最小化。涡轮机运转时，这些界面相对于彼此移动。这些界面典型地包括橡胶密封件来防止环境空气进入涡轮机和空气泄漏出涡轮机。在内部，密封件暴露于吊舱或转子内的空气。在外部，密封件暴露于环境空气。由于许多因素例如密封表面上的动态负载，密封件与密封表面之间存在小间隙。这导致环境空气进入风力涡轮机或风力涡轮机内的空气泄漏。进入风力涡轮机的任何潮湿环境空气增加了设备腐蚀的机会。所提出的方法利用通过降低跨越密封件的外侧表面和内侧表面的气压差来使进入风力涡轮机的环境空气或从风力涡轮机中泄漏的内部空气最小化的事实。所提出的系统包括在这些界面的每个上的有孔的、流线型的充气室，其有助于减轻密封件的外侧上的气压。在内部，密封件上的气压由可变的空气流阻系统控制，其包括两个能相对于彼此旋转的圆形的同轴多孔板。

【技术实现步骤摘要】
防止潮湿的环境空气进入离岸风力涡轮机腐蚀设备的方法和系统
本专利技术总体上涉及风力涡轮机，更具体地，涉及防止离岸风力涡轮机中的设备腐蚀的方法和系统。
技术介绍
风力涡轮机通过转子、传动系、发电机和转换器将风的动能转换成电能。变压器将来自转换器的低电压输出在传送到风厂的变电站之前转换成高电压输出。风力涡轮机的运转期间，这些风力涡轮机的主要部件和子系统将大量的热疏散到环境空气中。这些部件和子系统大部分被罩在吊舱内，因此吊舱内的干净、低湿度空气必须持续冷却和再循环(封闭的空气流系统)或由新鲜、干净、更冷的、低湿度空气（对于开放的空气流系统）替换。环境空气的相对湿度（RH）高时，设备腐蚀率非常高，且空气RH高于大约65%时，设备腐蚀率以指数方式增加。设备腐蚀因为任何空气中的水滴和盐粒的出现而爆发。风力涡轮机被户外的冷却空气流系统冷却的情况下，通过确保风力涡轮机除了专门的空气入口和出口之外密封以及进入风力涡轮机的冷却空气是干净的（没有水滴、灰尘和盐粒）且RH在允许极限之下，使设备腐蚀最小化。进入风力涡轮机的冷却空气的RH可通过加热和/或除湿降低。随着冷却空气流从空气入口穿过吊舱到出口，其温度持续增加且RH由于吊舱内的各个部件和子系统的散热而相应减少。风力涡轮机的密封件有助于防止不需要的高湿度环境空气进入风力涡轮机，从而增加流过吊舱的冷却空气的RH。这有助于使设备腐蚀最小化。涡轮机运转时，吊舱到转子、叶片到转子和吊舱到塔架界面彼此相对移动。转子相对吊舱旋转以从风能产生动力。为了产生最佳能量，根据风速向上和向下调节风力涡轮机叶片。这个调节来自绕着叶片纵轴转动每个叶片（倾斜）。此外，吊舱连续偏航（绕垂直轴旋转）以确保转子朝风向正确定位。而且所有这些界面典型包含动态密封件，以防止环境空气进入风力涡轮机或干净空气从风力涡轮机中泄漏出去。在内部，这些密封件暴露在吊舱或转子内的空气中。在外侧密封件暴露在环境空气中。众所周知，空气在如圆柱体的阻流体周围流动时，沿其表面的气压变化很大。诸如密封面的动态负载和温度变化和波动的许多因素影响密封件的形状、结构以及密封能力。这导致环境空气进入风力涡轮机或风力涡轮机内的空气泄漏。进入风力涡轮机的任何潮湿的环境空气增加了设备腐蚀的机会。关于离岸风力涡轮机内设备的腐蚀控制的现有技术主要包括使用在风力涡轮机内的除湿机、设备的腐蚀抑制涂层以及冷却和再循环风力涡轮机内的干净、低湿度空气和增加干净、低湿度环境空气。他们不是专门解决潮湿的环境空气进入风力涡轮机或干净空气通过动态的界面从风力涡轮机泄漏的问题。尽管过去防止离岸风力涡轮机内腐蚀的各种方法和系统得到发展，但仍然有发展的空间。因此，这个
需要坚持再作贡献。
技术实现思路
通过阅读和理解随后的说明书，将会明白上述的缺点、不足和问题在此得到了解决。本专利技术针对使得进入风力涡轮机吊舱的潮湿的环境空气或吊舱空气泄漏最小化的方法和系统。该系统特别提出一种方式以增加风力涡轮机的吊舱到塔架、吊舱到转子和转子到多个叶片界面的密封从而使进入风力涡轮机的潮湿的环境空气或从风力涡轮机泄漏的空气最小化。所提出的方法利用通过降低跨越（across）密封件的外侧表面和内侧表面的气压差来使进入风力涡轮机的环境空气或从风力涡轮机中泄漏的吊舱空气最小化的事实。所提出的系统包括在这些界面的每一个上的（over）有孔的、流线型的、空气动力学的充气室，其有助于减轻（moderate）密封件的外侧上的气压。在内部，密封件上的气压由可变的空气流阻系统动态地控制，所述空气流阻系统包括两个能相对于彼此旋转的圆形的、同轴多孔板。该系统可以因此设计成使得跨越密封件的（acrosstheseals）气压差小并且因此使得进入涡轮机的环境空气或者泄漏出涡轮机的干净空气始终都最小化。参考随后例示本专利技术最佳实施方式的图示实施例的详细说明，其他方面对本领域技术人员变得很清楚。附图说明结合用于示例而非限制本专利技术的附图，随后将描述本专利技术的优选实施例，其中，相同的标记指代相同的部件，其中：图1示出了水平轴风力涡轮机的示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例提出的有孔充气室的透视图，该有孔充气室降低了沿着吊舱-塔架界面处的动态密封件的外表面的压力变化；图3是图2的实施例中所示的有孔充气室的侧视图；图4示出了根据本专利技术另一个实施例提出的有孔充气室的透视图，该有孔充气室降低了沿着转子-叶片界面处的动态密封件的外表面的压力变化；图5示出了根据本专利技术另一个实施例提出的有孔充气室的侧视图，该有孔充气室降低了沿着吊舱-转子界面处的动态密封件的外表面的压力变化；图6a-6d示出了出现在图1的风力涡轮机的吊舱空气出口处的具有同轴的、圆形的两个多孔板的可变的空气流阻装置；和图7是图示了防止图1中所述风力涡轮机内部腐蚀的方法中所涉步骤的流程图。具体实施方式虽然本专利技术可以有很多不同形式，但现在参考附图所示实施例来帮助理解本专利技术的原理，特定语言用于描述它们。没有限制本专利技术的范围。这里描述的所述实施例的各种改变、进一步修改和本专利技术原理的任何进一步应用是可以预想到的。本专利技术针对一种使得进入风力涡轮机吊舱的潮湿的环境空气或吊舱空气泄漏最小化的方法和系统。该系统特别提出一种方式以增加风力涡轮机的吊舱到塔架、吊舱到转子和转子到多个叶片界面的密封从而使进入风力涡轮机的潮湿的环境空气或从风力涡轮机泄漏的空气最小化。所提出的方法利用通过降低跨越（across）密封件的外侧表面和内侧表面的气压差来使进入风力涡轮机的环境空气或从风力涡轮机中泄漏的吊舱空气最小化的事实。所提出的系统包括在这些界面的每一个上的（over）有孔的、流线型的、空气动力学的充气室，其有助于减轻（moderate）密封件的外侧上的气压。在内部，密封件上的（overtheseals）气压由可变的空气流阻系统动态地控制，所述空气流阻系统包括两个能相对于彼此旋转的圆形的、同轴多孔板。该系统可以因此设计成使得跨越密封件的（acrosstheseals）气压差小并且因此使得进入涡轮机的环境空气或者泄漏出涡轮机的干净空气始终都最小化。图1显示了根据本专利技术一个实施例的典型水平轴风力涡轮机100的示意图。风力涡轮机100包括塔架102和安装在塔架102顶端的吊舱104。吊舱104罩着主要部件和涡轮机的子系统，例如传动系106、发电机108、转换器110和变压器112。吊舱104的前端支撑持有一个或多个叶片116的转子114。当叶片由于风力旋转时，转子114相对于吊舱104绕着近似水平的轴线H1-H1旋转。转子毂固定到通过传动系106旋转发电机108的主轴118。转换器110使发电机108的电输出与电力网络的频率和其他需求相匹配。变压器112将来自转换器110的低压输出在输送到风电厂的变电站之前转化成高压输出。测量附近风速的风速仪（图中未示出）和测量风向的风向仪（图中未示出）安置在吊舱104的外部圆周表面（如顶部等）的适当位置。在风力涡轮机100中，在塔架102与吊舱104之间的偏航轴承允许吊舱104绕着垂直轴线V1-V1旋转，使转子114能朝向风定位，从而可以使得风力涡轮机能量产出最大化。每个转子叶片116通过允许叶片116沿其轴线X1、X2或X3倾斜（pitching）的轴承安装在转子毂114上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止风力涡轮机内腐蚀的系统，所述风力涡轮机具有塔架、安装在塔架上的吊舱、附接到吊舱的转子和附接到转子的多个叶片，所述系统包括：空气处理组件，其处理环境空气并将处理后的空气通过吊舱上的入口供给到吊舱，吊舱进一步包括用于温暖空气流出的出口；充气室，其位于吊舱与转子、转子与多个叶片以及吊舱与塔架之间的接合点中的至少一个的外侧上，所述充气室具有位于迎风的前端的多个输入孔和位于背风的后端的多个输出孔，充气室被构造成用来以使得没有环境空气进入吊舱内或者使得吊舱空气流出进入环境中的方式调节接合点的外侧上的气压变化；以及位于吊舱出口处的可变的空气流阻装置，该空气流阻装置被构造成用来保持吊舱内的气压高于接合点处的吊舱外侧的气压。

【技术特征摘要】
2012.05.31 EP 12004208.01.一种防止风力涡轮机内腐蚀的系统，所述风力涡轮机具有塔架、安装在塔架上的吊舱、附接到吊舱的转子和附接到转子的多个叶片，所述系统包括：空气处理组件，其处理环境空气并将处理后的空气通过吊舱上的入口供给到吊舱，吊舱进一步包括用于温暖空气流出的出口；充气室，其位于吊舱与转子、转子与多个叶片以及吊舱与塔架之间的接合点中的至少一个的外侧上，所述充气室具有位于迎风的前端的多个输入孔和位于背风的后端的多个输出孔，充气室被构造成用来以使得没有环境空气进入吊舱内或者使得吊舱空气流出进入环境中的方式调节接合点的外侧上的气压变化；以及位于吊舱出口处的可变的空气流阻装置，该空气流阻装置被构造成用来保持吊舱内的气压高于接合点处的吊舱外侧的气压。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述充气室进一步被构造成用来将接合点的外侧上的气压保持在塔架上的气流所遭遇的高压与低压之间的中间值。3.根据权利要求1所述的系统，其中，位于滞留点的所述多个输入孔允许环境空气进入充气室。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个输出孔允许空气从充气室流出。5.根据权利要求1所述的系统，其中，当环境空气从充气室流过时，气压下降。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述充气室被空气动力学地设计以增强穿过充气室的空气流。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述空气流阻装置包括两个圆形的同轴板，这两个圆形的同轴板构造成能相对于彼此旋转。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述圆形的同轴板具有用于温暖空气流出的孔。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述空气处理组件进一步包括除湿组件、冷却组件和净化组件中的至少一个。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个输入孔和输出孔导致充气室内相对于环境空气的气压下降。11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括构造成用来控制空气流阻装置运行的控制系统。12.一种防止风力涡轮机内腐蚀的方法，所述风力涡轮机具有塔架、安装在塔架上的吊舱、附接到吊舱的转子和附接到转子的多个叶片，所述方法包括：使用空气处理组...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩里·萨巴帕蒂，
申请(专利权)人：歌美飒创新技术公司，
类型：发明
国别省市：