CN106168284A - 风电齿轮箱润滑油二次冷却系统 - Google Patents

风电齿轮箱润滑油二次冷却系统 Download PDF

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陈尊
王景财
雷显昱
侯广库
董连俊
杨京兰
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Abstract

本发明所述的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，涉及一种风力发电领域的冷却技术，具体为风力发电齿轮箱系统润滑油的冷却系统。本发明包括一次冷却系统和二次冷却系统；二次冷却系统为水冷循环系统，二次冷却系统与板式冷却器的进水口及出水口相连接对润滑油进行二次冷却；二次冷却系统的自然风冷却板的入水口与板式冷却器的出水口相连接，其出水口与水泵的吸水口相连接；水泵的出水口与板式冷却器的入水口相连接；膨胀罐与水泵的溢流口相连；充液球阀、安全阀、压力开关Ⅱ、压力表Ⅱ及排气阀通过阀块与膨胀罐相连。本发明具有从根本上解决齿轮箱风冷机由于油污、柳絮等阻塞导致的高温报警故障、结构新颖、安装使用简单、制冷效果好、节省能源、降低运行成本等特点。

Description

风电齿轮箱润滑油二次冷却系统
技术领域
本发明所述的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，涉及一种风力发电领域的冷却技术，具体为风力发电齿轮箱系统润滑油的冷却系统。
背景技术
风力发电设备是通过叶片转动带动发电机转动将风能转换成电能的一个复杂的能量传递过程，其中双馈式风力发电机组采用齿轮箱来实现叶片与发电机之间的传动链接。作为风力发电设备中的核心零部件，齿轮箱在齿轮传动过程中需要润滑和冷却来保证齿轮箱在合适的工作条件下持续运转。目前市场中常用的齿轮箱润滑系统冷却一般都采用空气-油热交换的风冷却器。风机所处的环境一般都是比较恶劣的高原或者沙漠地带，而且风冷却器一般都安装在齿轮箱的上部，风冷却器工作时会将齿轮箱在高温下挥发的油雾吸附在散热板上，与环境中的沙尘柳絮等污染物混合形成一种难以清理的固态油泥，造成风冷却器散热功率急剧下降，从而使得齿轮箱冷却效果减弱，最终导致齿轮箱高温报警风机只能停机。此种情况在目前的风场是很普遍的故障，对业主造成了严重的损失。
针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统。一方面在机舱有限的空间内提高齿轮箱润滑系统的冷却效率，为齿轮箱平稳持续运行提供保障。另一方面，通过改变润滑系统的冷却方式，从根本上解决风冷却器散热板污染导致高温报警故障的发生，缩短风机停机时间，提高系统的通用性、安全性和可靠性。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
本发明所述的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，包括一次冷却系统；一次冷却系统包括：电机、油泵、单项截止阀Ⅰ、单项截止阀Ⅱ、安全阀、双精度过滤器Ⅰ、双精度过滤器Ⅱ、温控阀Ⅰ、温控阀Ⅱ、板式冷却器及机械泵；油泵和机械泵的吸油口与齿轮箱相连，机械泵和油泵出油口分别通过单向截止阀Ⅰ和单向截止阀Ⅱ与双精度过滤器Ⅰ和双精度过滤器Ⅱ的入口相连；双精度过滤器Ⅰ和双精度过滤器Ⅱ出口分别与温控阀Ⅰ和温控阀Ⅱ的进口相连；温控阀Ⅰ，温控阀Ⅱ设两个出口，一个出口经管路与分配器相连，另一个出口经管路与板式冷却器润滑油进口相连；板式冷却器润滑油出口与分配器相连；分配器上设有温度传感器Ⅲ、压力传感器和压力表Ⅰ以及压力开关Ⅰ；温度传感器Ⅲ和压力传感器、压力开关Ⅰ与控制单元相连；其特征在于风电齿轮箱润滑油二次冷却系统还包括二次冷却系统；二次冷却系统为水冷循环系统，二次冷却系统与板式冷却器的进水口及出水口相连接对润滑油进行二次冷却；
本发明所述的二次冷却系统包括：水泵、自然风冷却板、膨胀罐、充液球阀、安全阀和压力开关Ⅱ、压力表Ⅱ、排气阀等；自然风冷却板的入水口与板式冷却器的出水口相连接，其出水口与水泵的吸水口相连接；水泵的出水口与板式冷却器的入水口相连接；膨胀罐与水泵的溢流口相连；充液球阀、安全阀、压力开关Ⅱ、压力表Ⅱ及排气阀通过阀块与膨胀罐相连。
本发明所述的自然风冷却板的入水口与板式冷却器的出水口之间装有温度传感器Ⅱ。
本发明所述的水泵的出水口与板式冷却器的入水口之间装有温度传感器Ⅰ。
本发明所述的温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ和压力开关Ⅱ与控制单元相连。
本发明的风电齿轮箱润滑二次冷却系统的运行方法，包括润滑一次冷却系统运行和水冷二次冷却系统运行。润滑一次冷却系统运行包括电动泵和机械泵从齿轮箱吸入润滑油，润滑油分别经过单向截止阀至过滤器过滤后从出口流出，当润滑油油温未达到温控阀设定温度时，润滑油经温控阀一个出口的管路回分配器再分配到齿轮箱各润滑点；当润滑油油温超出温控阀设定温度(45℃～48℃)时，温控阀动作，润滑油经温控阀另一个出口的管路通过板式冷却器冷却后进入分配器再分配到齿轮箱各个润滑点。润滑一次冷却系统运行在润滑油温度未达到设定温度时，直接回到齿轮箱各润滑点，当润滑油温度达到或超过设定温度时，高温的润滑油将在板式冷却器中与水乙二醇介质进行热交换，实现再一次冷却功能；水冷二次冷却系统运行包括在闭式循环回路中通过水泵提供动力单元，从板式冷却器高温水口吸入介质到自然风冷却散热板进行空气-水乙二醇高温介质热交换实现二次冷却功能后，将冷却后的水乙二醇介质送入板式冷却器低温水口与高温润滑油进行冷却。
本发明的优点是显而易见的，主要表现在：
1.采用二次冷却方式，提高了齿轮箱润滑系统的冷却能力，有效地减少风电润滑系统由于冷却能力不足而导致的高温故障。
2.通过采用自然风冷却散热板，增大了空气通道尺寸，降低静压，将极大地减少柳絮和沙尘吸附在散热板上的概率，且将散热板放置在机舱顶部，从根本上杜绝了油雾的污染。通过这样的设计，可以从根本上避免了散热板被污染，减少了齿轮箱高温报警停机的故障率，扩大了此新型风电齿轮箱润滑二次冷却系统的适用范围，可实现在不同兆瓦级风机间的通用化。
3.通过采用此新型润滑系统，可以用自然风冷却代替电机驱动的强制冷却，一方面减少了设备的故障点，另外一方面可以节省能源，降低成本。
本发明具有结构新颖、安装使用简单、制冷效果好、节省能源、降低运行成本等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
附图说明
本发明共有1幅附图,其中：
附图1本发明系统原理图。
在图中：1、电机 2、油泵 3、单向截止阀Ⅰ 4、单向截止阀Ⅱ 5、安全阀 6、双精度过滤器Ⅰ 7、双精度过滤器Ⅱ 8、温控阀Ⅰ 9、温控阀Ⅱ 10、板式冷却器 11、压力开关Ⅰ 12、温度传感器Ⅰ 13、温度传感器Ⅱ 14、温度传感器Ⅲ 15、压力传感器 16、压力表Ⅰ 17、膨胀罐18、充液球阀 19、安全阀 20、压力开关Ⅱ 21、压力表Ⅱ 22、排气阀 23、水泵 24、自然风冷却板 25、机械泵 26、分配器 27、齿轮箱。
具体实施方式
本发明的具体实施例如附图所示，风电齿轮箱润滑油二次冷却系统包括一次冷却系统，一次冷却系统包括：电机1、油泵2、单项截止阀Ⅰ3、单项截止阀Ⅱ4、安全阀5、双精度过滤器Ⅰ6、双精度过滤器Ⅱ7、温控阀Ⅰ8、温控阀Ⅱ9、板式冷却器10及机械泵25；油泵2和机械泵25的吸油口与齿轮箱27相连，机械泵25和油泵2出油口分别通过单向截止阀Ⅰ3和单向截止阀Ⅱ4与双精度过滤器Ⅰ6和双精度过滤器Ⅱ7的入口相连；双精度过滤器Ⅰ6和双精度过滤器Ⅱ7出口分别与温控阀Ⅰ8和温控阀Ⅱ9的进口相连；温控阀Ⅰ8，温控阀Ⅱ9设两个出口，一个出口经管路与分配器26相连，另一个出口经管路与板式冷却器10润滑油进口相连；板式冷却器10润滑油出口与分配器26相连；分配器26上设有温度传感器Ⅲ14、压力传感器15和压力表Ⅰ16以及压力开关Ⅰ11；温度传感器Ⅲ14和压力传感器15、压力开关Ⅰ11与控制单元相连；其特征在于：风电齿轮箱润滑油二次冷却系统还包括二次冷却系统；二次冷却系统为水冷循环系统；二次冷却系统与板式冷却器10的进水口及出水口相连接对润滑油进行二次冷却；
二次冷却系统包括：水泵23、自然风冷却板24、膨胀罐17、充液球阀18、安全阀19和压力开关Ⅱ20、压力表Ⅱ21、排气阀22等；自然风冷却板24的入水口与板式冷却器10的出水口相连接，其出水口与水泵23的吸水口相连接；水泵23的出水口与板式冷却器10的入水口相连接；膨胀罐17与水泵23的溢流口相连；充液球阀18、安全阀19、压力开关Ⅱ20、压力表Ⅱ21及排气阀22通过阀块与膨胀罐17相连。
自然风冷却板24的入水口与板式冷却器10的出水口之间装有温度传感器Ⅱ13。
水泵23的出水口与板式冷却器10的入水口之间装有温度传感器Ⅰ12。
温度传感器Ⅰ12、温度传感器Ⅱ13和压力开关Ⅱ20与控制单元相连。
以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，包括一次冷却系统，一次冷却系统包括：电机(1)、油泵(2)、单项截止阀Ⅰ(3)、单项截止阀Ⅱ(4)、安全阀(5)、双精度过滤器Ⅰ(6)、双精度过滤器Ⅱ(7)、温控阀Ⅰ(8)、温控阀Ⅱ(9)、板式冷却器(10)及机械泵(25)；油泵(2)和机械泵(25)的吸油口与齿轮箱(27)相连，机械泵(25)和油泵(2)出油口分别通过单向截止阀Ⅰ(3)和单向截止阀Ⅱ(4)与双精度过滤器Ⅰ(6)和双精度过滤器Ⅱ(7)的入口相连；双精度过滤器Ⅰ(6)和双精度过滤器Ⅱ(7)出口分别与温控阀Ⅰ(8)和温控阀Ⅱ(9)的进口相连；温控阀Ⅰ(8)，温控阀Ⅱ(9)设两个出口，一个出口经管路与分配器(26)相连，另一个出口经管路与板式冷却器(10)润滑油进口相连；板式冷却器(10)润滑油出口与分配器(26)相连；分配器(26)上设有温度传感器Ⅲ(14)、压力传感器(15)和压力表Ⅰ(16)以及压力开关Ⅰ(11)；温度传感器Ⅲ(14)和压力传感器(15)、压力开关Ⅰ(11)与控制单元相连；其特征在于风电齿轮箱润滑油二次冷却系统还包括二次冷却系统；二次冷却系统为水冷循环系统；二次冷却系统与板式冷却器(10)的进水口及出水口相连接对润滑油进行二次冷却；
所述的二次冷却系统包括：水泵(23)、自然风冷却板(24)、膨胀罐(17)、充液球阀(18)、安全阀(19)和压力开关Ⅱ(20)、压力表Ⅱ(21)、排气阀(22)等；自然风冷却板(24)的入水口与板式冷却器(10)的出水口相连接，其出水口与水泵(23)的吸水口相连接；水泵(23)的出水口与板式冷却器(10)的入水口相连接；膨胀罐(17)与水泵(23)的溢流口相连；充液球阀(18)、安全阀(19)、压力开关Ⅱ(20)、压力表Ⅱ(21)及排气阀(22)通过阀块与膨胀罐(17)相连。
2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，其特征在于所述的自然风冷却板(24)的入水口与板式冷却器(10)的出水口之间装有温度传感器Ⅱ(13)。
3.根据权利要求1所述的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，其特征在于所述的水泵(23)的出水口与板式冷却器(10)的入水口之间装有温度传感器Ⅰ(12)。
4.根据权利要求1-3任意权利要求所述的风电齿轮箱润滑油二次冷却系统，其特征在于所述的温度传感器Ⅰ(12)、温度传感器Ⅱ(13)和压力开关Ⅱ(20)与控制单元相连。
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