CN106762450A - 空气换热器泄漏检测系统、方法及风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空气换热器泄漏检测系统、方法及风力发电机，其中的空气换热器泄漏检测系统，包括空气换热器、第一风阀、第一风扇、压力传感器、控制器。空气换热器用于对空气冷却系统与外部环境之间进行热交换；第一风阀用于关闭空气冷却系统的内循环风道中；第一风扇安装于空气冷却系统的内循环风道中；压力传感器安装于空气冷却系统的内循环风道中，用于检测气体压力；控制器用于控制第一风扇的转速和/或转向，以及接收压力传感器检测的压力数据。本发明的空气换热器泄漏检测系统，解决了风力发电机在实际应用中存在的空气换热器检修困难、不能及时发现空气换热器泄漏的问题，可以方便冷却系统的检修，利于故障问题的及时发现。
Description
技术领域
本发明属于风力发电机技术领域，尤其涉及一种风力发电机空气换热器泄漏检测系统、方法及风力发电机。
背景技术
空气冷却是风力发电机常用的冷却方式，空气-空气冷却系统(简称“空空冷却系统”)采用空气作为冷却介质，相比于水冷系统和空-水冷系统要更可靠，运营和维护成本相对更低。水冷系统的冷却水一旦泄漏至发电机或其它电气设备内部，会对发电机或电气设备的绝缘或其它性能造成严重影响，严重者可导致发电机或电气设备瞬间烧毁。相比而言空空冷却系统的介质泄漏对发电机或其它电气设备则不会导致这种瞬间损毁，但如果存在长期泄漏但不能及时发现，同样会对发电机组的长期可靠运行造成不利影响。
空空冷却系统通常将内部冷却空气与外部空气隔离，因此空空冷却系统的换热器泄漏是指外部空气通过换热器泄漏至风力发电机组内部，由于外部空气受环境影响，其具有潮湿、含盐雾(尤其对于沿海、海上机组)、含灰尘等特性，因此若外部空气长期泄漏至风力发电机组内部，会对机组内部零部件造成腐蚀，导致绝缘性能降低等不利影响。同时由于换热器泄漏，其换热性能必然降低，被其冷却的风力发电机或其它电气设备温度必然升高，严重时会造成发电机或其它电气设备过温，进而造成风力发电机组停机，影响风力发电机组可利用率。
由于空空冷却系统中换热器泄漏的冷却介质是空气，同时泄漏发生在换热器内部，隐蔽性较高，因此不易被及时察觉和发现。
目前在现场检测风力发电机空空冷却系统中换热器内部换热板片是否泄漏时需要将换热器拆卸，通过现场目测或将换热器运回工厂做进一步检测。现有技术对于换热器泄漏问题是否发生的准确判断和及时捕捉能力较差，从而无法第一时间发现泄漏问题以降低后续潜在的零部件运行失效风险。
现有风力发电机空空冷却系统中换热器在风电场的泄漏检测及在线定期监测方案甚少。
发明内容
本发明提供一种空气换热器泄漏检测系统、方法及风力发电机，可以实现在风电现场及时、准确地发现和检测风力发电机空空冷却系统中的换热器是否存在泄漏，不用将空气换热器从风力发电机上拆卸，可以实现风力发电机组内空气换热器的检测。
第一方面，提供了一种空气换热器泄漏检测系统，用于待冷却设备的空气冷却系统，包括：
空气换热器，安装于所述空气冷却系统，用于对所述空气冷却系统与外部环境之间进行热交换；
第一风阀，安装于所述空气冷却系统的内循环风道中，位于靠近所述空气换热器一侧的位置，用于关闭所述内循环风道，以阻止所述内循环风道中的气体在所述内循环风道中循环；
第一风扇，安装于所述空气冷却系统的内循环风道中，位于靠近所述空气换热器另一侧的位置；
压力传感器，安装于所述空气冷却系统的所述内循环风道中，位于所述第一风阀和所述第一风扇之间的位置，用于检测气体压力；
控制器，用于控制所述第一风扇的转速和/或转向，以及接收所述压力传感器检测的压力数据。
可选地，所述控制器，还用于控制所述第一风阀打开或关闭。
可选地，所述空气换热器泄漏检测系统，还包括第一转速调节装置，所述控制器通过所述第一转速调节装置控制所述第一风扇的转速和/或转向。
可选地，所述空气换热器泄漏检测系统，还包括：
第二风阀，安装于所述空气冷却系统的外散热风道中，位于靠近所述空气换热器一侧的位置，用于关闭所述外散热风道；
第二风扇，安装于所述空气冷却系统的外散热风道中，位于靠近所述空气换热器另一侧的位置；
所述控制器，还用于控制所述第二风扇的转速和/或转向。
可选地，所述空气换热器泄漏检测系统，还包括第二转速调节装置，所述控制器通过所述第二转速调节装置控制所述第二风扇的转速和/或转向。
可选地，所述第一风扇作为所述空气冷却系统的内循环风扇。
可选地，所述第二风扇作为所述空气冷却系统的外散热风扇。
可选地，所述空气换热器泄漏检测系统，还包括通信单元，所述控制器通过所述通信单元与上位机连接并与所述上位机之间进行数据传输。
第二方面，提供了一种空气换热器泄漏检测方法，包括：
关闭所述第一风阀；
通过所述控制器控制所述第一风扇在预定转速Ni下运转，使所述空气换热器的内外表面之间具有压力差；
通过所述压力传感器检测所述内循环风道内的压力值P1i，并发送给所述控制器；
将压力值P1i与在第一风扇在预定转速Ni对应的预设压力值P0i进行比较；
根据比较结果判断所述空气换热器是否存在泄漏；
其中i为自然数。
可选地，所述空气换热器泄漏检测方法，还包括：
调整所述第一风扇的预定转速Ni，在不同的预定转速Ni的条件下，通过所述压力传感器多次检测所述内循环风道内的压力值P1i。
可选地，判断所述空气换热器是否存在泄漏，包括：
当满足|P0i-P1i|≤△P1时，判断所述空气换热器不存在泄漏；
当满足|P0i-P1i|＞△P1时，判断所述空气换热器存在泄漏；
其中△P1≥0。
可选地，所述空气换热器泄漏检测方法，还包括：
关闭所述第二风阀；
通过所述控制器控制所述第二风扇在确定转向和确定转速Ne下运转；
通过所述控制器控制所述第一风扇在预定转速Ni下运转；
进一步通过所述压力传感器检测所述内循环风道内对应的压力值P2i；
将压力值P2i与所述压力传感器检测的压力值P1i进行比较；
根据比较结果进一步判断所述空气换热器是否存在泄漏。
可选地，所述空气换热器泄漏检测方法，还包括：
调整所述第一风扇的预定转速Ni，在不同的预定转速Ni的条件下，通过所述压力传感器多次检测所述内循环风道内的压力值P2i。
可选地，判断所述空气换热器是否存在泄漏，还包括：
当满足|P2i-P1i|≤△P2时，判断所述空气换热器(10)不存在泄漏；
当满足|P2i-P1i|＞△P2时，判断所述空气换热器(10)存在泄漏；
其中△P2≥0。
可选地，所述空气换热器泄漏检测方法，还包括：
所述控制器将判断所述空气换热器是否存在泄漏的结果通过所述通信单元上传到上位机；
和/或，所述控制器通过所述通信单元接收上位机的控制指令，根据所述控制指令启动所述空气换热器泄漏检测系统进行泄漏检测。
第三方面，提供了一种风力发电机，包括以上所述风力发电机空气换热器泄漏检测系统或使用以上所述风力发电机空气换热器泄漏检测方法。
本发明的空气换热器泄漏检测系统、方法及风力发电机，解决了风力发电机在实际应用中存在的空气换热器检修困难、不能及时发现空气换热器泄漏的问题，可以方便冷却系统的检修，利于故障问题的及时发现，借助通信单元，以便及时发现故障尽早排除，避免给风力发电机组运行造成更大损害，降低损失，提高风力发电机组的可利用率。
使用本发明的空气换热器泄漏检测系统、方法及风力发电机，可以实现在风电现场及时、准确地发现和检测风力发电机空气冷却系统中的空气换热器是否存在泄漏，不用将空气换热器从冷却系统中拆卸，可以实现风力发电机组内本地检测或远程检测，通过控制器及上位机也可以实现远程定期在线监测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所述使用风力发电机空气换热器泄漏检测系统的风力发电机的结构示意图。
图2是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态一的结构示意图。
图3是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态二的结构示意图。
图4是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态三的结构示意图。
图5是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态四的结构示意图。
图中：
10、空气换热器；11、压力传感器；
21、第一风阀；22、第一风扇；23、第一转速调节装置；24、内循环风道；
30、控制器；
41、第二风阀；42、第二风扇；43、第二转速调节装置；44、外散热风道；
50、通信单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
需要说明的是，本发明实施例中：
内循环风道，是指空气冷却系统中与发电机内部联通的通风风路。
外散热风道，是指空气冷却系统中与外界环境空气联通的通风风路。
空气冷却系统中，内循环风道中流动的待冷却空气与外散热风道中流动的冷却空气通过空气换热器进行热量交换，但不进行质量交换，即内循环风道与外散热风道是隔离的。
待冷却设备，是指可以使用上述空气冷却系统进行冷却的设备，例如，可以是风力发电机。
实施例1
如图1-5所示，本实施例提供一种空气换热器泄漏检测系统，用于待冷却设备(例如：风力发电机)的空气冷却系统，包括空气换热器10、第一风阀21、第一风扇22、压力传感器11和控制器30，其中：
空气换热器10安装于所述空气冷却系统，用于对所述空气冷却系统与外部环境之间进行热交换；
第一风阀21安装于所述空气冷却系统的内循环风道24中，位于靠近所述空气换热器10一侧的位置，用于关闭内循环风道24；当第一风阀21打开时，所述空气冷却系统正常运转，当第一风阀10关闭时，可以阻止内循环风道24中的气体在内循环风道24中循环，以进行空气换热器10的泄漏检测；
第一风扇22安装于所述空气冷却系统的内循环风道24中，位于靠近空气换热器10另一侧的位置；第一风扇22对空气换热器10的区域进行吹风或者抽风，当采用吹风时，空气换热器10的区域的气压升高，当采用抽风时，空气换热器10的区域的气压降低，形成负压；在空气换热器10不存在泄漏情况下，在第一风扇22处于一定的转速和转向条件下，内循环风道24的气体压力值维持恒定不变，通过检测这时的气体压力数据，并作为预设值(即下文的预设值P0i)，该预设值与第一风扇22的转速和转向一一对应。
压力传感器11安装于所述空气冷却系统的内循环风道24中，位于第一风阀21和第一风扇22之间的位置，用于检测第一风阀21和第一风扇22之间的气体压力；
控制器30用于控制第一风扇22的转速，或者控制第一风扇22的转向，或者同时控制第一风扇22的转速和转向；控制器30还能够接收压力传感器11检测的压力数据。
本实施例提供的空气换热器泄漏检测系统，通过控制第一风阀21关闭内循环风道24，并由控制器30控制启动第一风扇22，使空气换热器10的内外表面之间形成压力差，通过内循环风道24中的压力传感器11检测到的压力值与控制器30中的预设值进行比较，从而可以对空气换热器10的泄漏情况进行检测，其中的预设值是在空气换热器10不存在泄漏的状态下的正常值。
本实施例提供的空气换热器泄漏检测系统，解决了风力发电机在实际应用中存在的空气换热器检修困难、不能及时发现空气换热器泄漏的问题，可以方便冷却系统的检修，利于故障问题的及时发现，借助通信单元，以便及时发现故障尽早排除，避免给风力发电机组运行造成更大损害，降低损失，提高风力发电机组的可利用率。
可选地，控制器30还用于控制第一风阀21，通过一个控制器30完成对第一风阀21和第一风扇22的控制，进而方便地对空气换热器10进行泄漏检测。基于本领域技术人员的理解，也可以通过其他的方式来控制第一风阀21的打开或关闭，例如通过定时控制的方式、风力发电机内部联动控制机构控制或者根据内循环风道24内部的压力控制等方式，在此不一一列举，本实施例中采用控制器30控制第一风阀21是优选的实施方式。
可选地，本实施例提供的空气换热器泄漏检测系统，还包括第一转速调节装置23，第一转速调节装置23根据控制器30的控制指令或控制信号控制第一风扇22的转速。通过第一转速调节装置23对第一风扇22的转速的控制，使压力传感器11在第一风扇22不同的转速下多次检测内循环风道24的气体压力。根据检测的需要，第一转速调节装置23还可以根据控制器30的控制指令或控制信号对第一风扇22的转向进行控制。
可选地，本实施例提供的空气换热器泄漏检测系统，还包括第二风阀41、第二风扇42，其中：
第二风阀41安装于所述空气冷却系统的外散热风道44中，位于靠近空气换热器10一侧的位置，用于关闭外散热风道44；第二风阀具有打开和关闭两种工作状态，当第二风阀41处于打开状态时，所述空气冷却系统正常工作；当第二风阀41处于关闭状态时，可以辅助进行泄漏检测；
第二风扇42安装于所述空气冷却系统的外散热风道44中，位于靠近空气换热器10另一侧的位置；第二风扇42对空气换热器10进行吹风或者抽风，当第二风扇42对空气换热器10吹风时，空气换热器10的气压升高，当第二风扇42对空气换热器10抽风时，空气换热器10的气压降低，形成负压；
控制器30，还用于控制第二风扇42的转速和转向，使第二风扇42可以向两侧中的任意一侧吹风，使空气换热器10位置形成高压或负压。
可选地，本实施例提供的空气换热器泄漏检测系统，还包括第二转速调节装置43，第二转速调节装置43根据控制器30的控制指令或控制信号控制第二风扇42的转速。通过第二转速调节装置43对第二风扇42的转速的控制，使压力传感器11在第二风扇42不同的转速下多次检测内循环风道44的气体压力。根据检测的需要，第二转速调节装置43还可以根据控制器30的控制指令或控制信号对第二风扇42的转向进行控制。
可选地，第一风扇22作为该空气冷却系统的内循环风扇，此时可以利用空气冷却系统的内循环风扇作为空气换热器泄漏检测系统的第一风扇22，从而使整个风力发电机的第一风扇22具有更多的作用，并且节省了设备的造价。
可选地，第二风扇42作为该空气冷却系统的外散热风扇，此时可以利用空气冷却系统的外散热风扇作为空气换热器泄漏检测系统的第二风扇42，从而使整个风力发电机的第二风扇42具有更多的作用，并且节省了设备的造价。
可选地，本实施例提供的空气换热器泄漏检测系统，还包括通信单元50，控制器30通过通信单元50与上位机连接并与所述上位机之间进行数据传输，从而实现上位机对空气换热器10进行远程监测，使上位机可以随时了解到每个风力发电机上的空气换热器的泄漏状况，从而及时作出应对，减少损失，保证风力发电机的正常运转；控制器30也可以通过通信单元50接收上位机的控制信号或控制指令，启动该空气换热器泄漏检测系统，从而使上位机可以根据需要而启动空气换热器泄漏情况的检测。
进行泄漏检测时，可以如图2-5所示的实施方式，其中：
图2是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态一的结构示意图，图中：第一风扇22向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成负压；第二风扇42向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成负压，此时通过压力传感器11检测得到内循环风道24内部的气体压力。根据使用的需要，也可以单独启动第一风扇22，而不启动第二风扇42，再对应地检测得到内循环风道24内部的气体压力。
图3是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态二的结构示意图，图中：第一风扇22吹向空气换热器10的方向，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成高压；第二风扇42吹向空气换热器10的方向，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成高压，此时通过压力传感器11检测得到内循环风道24内部的气体压力。根据使用的需要，也可以单独启动第一风扇22，而不启动第二风扇42，再对应地检测得到内循环风道24内部的气体压力。
图4是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态三的结构示意图中：第一风扇22吹向空气换热器10的方向，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成高压；第二风扇42向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成负压，此时通过压力传感器11检测得到内循环风道24内部的气体压力。根据使用的需要，也可以单独启动第一风扇22，而不启动第二风扇42，再对应地检测得到内循环风道24内部的气体压力。
图5是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态四的结构示意图，图中：第一风扇22向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成负压；第二风扇42吹向空气换热器10的方向，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成高压，此时通过压力传感器11检测得到内循环风道24内部的气体压力。根据使用的需要，也可以单独启动第一风扇22，而不启动第二风扇42，再对应地检测得到内循环风道24内部的气体压力。
以上四种工作模式中，要求空气换热器10内外表面的压力不同，存在压差，以对空气换热器10进行泄漏检测。
本发明的实施例的空气换热器泄漏检测系统，解决了风力发电机在实际应用中存在的空气换热器检修困难、不能及时发现空气换热器泄漏的问题，可以方便冷却系统的检修，利于故障问题的及时发现，借助通信单元，以便及时发现故障尽早排除，避免给风力发电机组运行造成更大损害，降低损失，提高风力发电机组的可利用率。
使用本发明的实施例的空气换热器泄漏检测系统，可以实现在风电现场及时、准确地发现和检测风力发电机空气冷却系统中的空气换热器是否存在泄漏，不用将空气换热器从冷却系统中拆卸，可以实现风力发电机组内本地检测或远程检测。通过风力发电机组控制也可以实现远程定期在线监测。
实施例2
如图1-5所示，结合实施例1提供的空气换热器泄漏检测系统的检测方法，包括如下步骤：
关闭第一风阀21，以关闭内循环风道24，阻止内循环风道24中的气体在内循环风道24中循环；
通过控制器30控制第一风扇22在预定转速Ni下运转，使空气换热器10的内外表面之间具有压力差，该压力差用于检测空气换热器10的泄漏，即在空气换热器泄漏10的情况下，该压力差可以使空气换热器的内外表面之间的气体产生交换，从而便于对内循环风道24内部的压力传感器11进行检测；其中i为自然数；
通过压力传感器11检测内循环风道24内的压力值P1i，并发送给控制器30；
控制器30将压力值P1i与在第一风扇22在预定转速Ni对应的预设压力值P0i进行比较，该预设压力值P0i预存在控制器30上，控制器30根据比较结果判断空气换热器10是否存在泄漏；该步骤通常由控制器30完成，但是也可以由控制器30将压力值P1i发送给本地的上位机，与本地的上位机中预存的预设压力值P0i进行比较，进而由本地的上位机根据比较结果判断空气换热器10是否存在泄漏；可选择地，该步骤还可以通过远程的上位机来完成，具体地：由控制器30将压力值P1i通过通信单元50发送给远程的上位机，与远程的上位机中预存的预设压力值P0i进行比较，进而由远程的上位机根据比较结果判断空气换热器10是否存在泄漏。
可选地，判断空气换热器10是否存在泄漏，包括如下步骤：
当满足|P0i-P1i|≤△P1时，判断空气换热器10不存在泄漏；
当满足|P0i-P1i|＞△P1时，判断空气换热器10存在泄漏；
其中△P1≥0，△P1是实际检测过程中允许的误差值，可根据使用需要而进行设定，例如可以设定为10(Pa)、15(Pa)等。
可选地，该空气换热器泄漏系统的检测方法，还包括如下步骤：
调整第一风扇22的预定转速N1、N2……Nn，在不同的预定转速N1、N2……Nn的条件下，通过压力传感器11多次检测内循环风道内对应的压力值P11、P12……P1n。通过在不同的预定转速N1、N2……Nn的条件下进行多次测量，然后逐一与对应转速条件下的预设压力值P01、P02……P0n进行比较，得到的比较结果判断空气换热器泄漏的情况，从而使检测的结果更为准确，避免误报。其中预设压力值P01、P02……P0n是在空气换热器10不存在泄漏的条件下，与转速N1、N2……Nn一一对应的检测值。
具体地，采用依次升高第一风扇22的转速，将获得一系列转速N1、N2……Nn所对应的压力值P11、P12……P1n，如表1所示：
表1
| 第一风扇转速Ni(单位：转/分) | N1 | N2 | … | Nn |
| 压力传感器测量的压力值P1i(单位：Pa) | P11 | P12 | … | P1n |
表1中：N1<N2<……<Nn。
将上述数据与相同转速N1、N2……Nn状态下的预设压力值P01、P02……P0n进行比较，如表2所示：
表2
| 第一风扇转速Ni(单位：转/分) | N1 | N2 | … | Nn |
| 预设压力值P0i(单位：Pa) | P01 | P02 | … | P0n |
根据表1和表2对应相同的第一风扇22的转速N1、N2……Nn条件下，比较对应的压力值|P01-P11|、|P02-P12|、|P03-P13|……，并将结果与△P1进行比较，根据：
当满足|P0i-P1i|≤△P1时，判断空气换热器10不存在泄漏；
当满足|P0i-P1i|＞△P1时，判断空气换热器10存在泄漏；
其中△P1≥0，△P1是实际检测过程中允许的误差值，可根据使用需要而进行设定，例如可以设定为10(Pa)、15(Pa)等。
具体实施过程中，根据多次比较的结果来判断，例如当转速达到N5以后，|P05-P15|＞△P1，在转速达到N6时，|P06-P16|＞△P1，根据连续两次检测的结果与预设值比较，均判断空气换热器10存在泄漏，那么可以确认空气换热器10存在泄漏。
可选地，本发明实施例提供的空气换热器泄漏系统的检测方法，还包括如下步骤：
关闭第二风阀42，以关闭外散热风道44，阻止外部环境中的空气在外散热风道44中流通；
通过控制器30控制第二风扇42在确定转向和确定转速Ne下运转，转速Ne可以是在第二风扇42允许范围内的较高转速；
通过控制器30控制第一风扇22在预定转速Ni下运转；
进一步通过压力传感器11检测内循环风道24内的压力值P2i，并发送给控制器30；
控制器30将压力值P2i与压力传感器11检测的压力值P1i进行比较，控制器30根据比较结果进一步判断空气换热器10是否存在泄漏；该步骤通常由控制器30完成，但是也可以由控制器30将压力值P2i发送给本地的上位机，与转速Ni条件下压力传感器11检测的压力值P1i进行比较，进而由本地的上位机根据比较结果判断空气换热器10是否存在泄漏；可选择地，该步骤还可以通过远程的上位机来完成，具体地：由控制器30将压力值P2i通过通信单元50发送给远程的上位机，与转速Ni条件下压力传感器11检测的压力值P1i进行比较，进而由远程的上位机根据比较结果判断空气换热器10是否存在泄漏。
可选地，本发明实施例提供的空气换热器泄漏系统的检测方法，还包括：
调整第一风扇22的预定转速Ni，在不同的预定转速N1、N2……Nn的条件下，通过压力传感器11多次检测内循环风道24内的压力值P21、P22……P2n，与压力传感器11检测的压力值P11、P12……P1n进行比较，如表3所示：
表3
| 第一风扇转速Ni(单位：转/分) | N1 | N2 | … | Nn |
| 压力传感器测量的压力值P2i(单位：Pa) | P21 | P22 | … | P2n |
进一步判断空气换热器10是否存在泄漏，比较：|P21-P11|、|P22-P12|……|P2n-P1n|的结果，并将比较结果与△P2进行比较：
当满足|P2i-P1i|≤△P2时，判断空气换热器10不存在泄漏；
当满足|P2i-P1i|＞△P2时，判断空气换热器10存在泄漏；
其中△P2≥0，△P2是实际检测过程中允许的误差值，可根据使用需要而进行设定，例如可以设定为10(Pa)、15(Pa)等；△P2可以与△P1相等，也可以与△P1不等。
如果空气换热器不存在泄漏，那么无论第二风扇42的风速有多大，都不会影响压力传感器的检测结果，也就是说，在空气换热器10不存在泄漏的情况下，两次检测的结果必然在允许的误差值△P2范围内，理论上应该是绝对相等，考虑到实际检测时设备误差、环境因素的影响等，允许其有一定的误差；如果两次检测的结果不同，超过允许的误差值△P2，那么可以说明空气换热器10存在泄漏。
具体实施过程中，根据多次比较的结果来判断，例如当转速达到N5以后，|P25-P15|＞△P1，在转速达到N6时，|P26-P16|＞△P1，根据连续两次检测的结果与预设值比较，均判断空气换热器10存在泄漏，那么可以确认空气换热器10存在泄漏。
通过双重判断的方式，可以进一步有效判断空气换热器10的泄漏情况，避免出现误报的问题。
可选地，本发明实施例提供的空气换热器泄漏系统的检测方法，还包括如下步骤：
当由控制器30根据比较结果判断空气换热器10是否存在泄漏时，将判断空气换热器10是否存在泄漏的结果通过通信单元50上传到远程的上位机，从而有利于远程的上位机及时了解到各风力发电机上空气换热器10的泄漏状况，以便于及时作出应对，可以节省人工定期检修的成本，并且一旦发现泄漏可以及时安排维修，避免泄漏扩大，从而保护风力发电机的正常运转，延长风力发电机的使用寿命。
实施例3
本实施例在实施例1和实施例2的基础上，提供一种风力发电机，包括以上实施例1提供的风力发电机空气换热器泄漏检测系统或使用以上实施例2提供的风力发电机空气换热器泄漏检测方法。
图2-图5示出四种不同方式对风力发电机的空气换热器10的泄漏情况进行检测的实例，以图2所示为例：
图2是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态一的结构示意图，其中：
首先，第一风扇22在转速Ni条件下向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成负压；此时通过压力传感器11检测不同的预设转速Ni条件下得到内循环风道24内部的气体压力值P1i；
其次，第二风扇42在转速Ne条件下向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成负压；再将第一风扇22在转速Ni条件下向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成负压，再次通过压力传感器11检测不同的预设转速Ni条件下得到内循环风道24内部的气体压力值P2i；
经过上述两次检测得到结果，并将两次检测得到的结果按照如表4所示进行比较，并参考表4中的判断条件进行判断：
表4
由表4判断条件可知当|P01|＝|P11|＝|P21|；|P02|＝|P12|＝|P22|；…|P0n|＝|P1n|＝|P2n|时，空气换热器10不存在泄漏。因为第一风扇22在相同的转速Ni下，压力传感器11测量的压力值是相同的，并且第二风扇42是否运行不影响压力传感器11测量的压力值，这证明空气换热器10内部换热板片无泄漏点。
当满足表4所列的3条泄漏判断条件中的任意一条时，空气换热器10存在泄漏。原因说明如下：
当存在泄漏时，第一风扇22在相同的转速Ni下泄漏时压力传感器11测量的压力值必定高于不泄漏时的压力值，因为第一风扇22运行时是从空气换热器10抽风，当空气换热器10内外表面之间存在泄漏时，空气会通过泄漏点从空气换热器10的外表面泄漏至内表面，从而造成压力传感器11测量的真空度降低(压力值升高)，因此对压力值的绝对值进行比较必然有|P0n|<|P1n|。
由于第二风扇42运行时是在从空气换热器10抽风，会通过泄漏点对空气换热器10产生抽吸作用，因此第二风扇42运行时与不运行时相比(相同的第一风扇22转速下)压力传感器11测量的真空度会升高(压力值降低)，因此对压力值的绝对值进行比较必然有|P2n|<|P1n|。因此当满足表4所列的3条泄漏判断条件中的任意一条时即可确定空气换热器10存在泄漏。
根据上述判断方法，控制系统自动给出空气换热器10泄漏与否的检测结果，泄漏检测过程结束。
图3是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态二的结构示意图，其中：
首先，第一风扇22在转速Ni条件下向空气换热器10的方向吹风，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成高压；此时通过压力传感器11检测不同的预设转速Ni条件下得到内循环风道24内部的气体压力值P1i；
其次，第二风扇42在转速Ne条件下向空气换热器10的方向吹风，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成高压；再将第一风扇22在转速Ni条件下向空气换热器10的方向吹风，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成高压，再次通过压力传感器11检测不同的预设转速Ni条件下得到内循环风道24内部的气体压力值P2i；经过上述两次检测得到结果，并将两次检测得到的结果按照如表5所示进行比较，并参考表5中的判断条件进行判断：
表5
图3所示替代实施例中，泄漏检测的工作过程以及判断空气换热器泄漏的条件与图2所示实施例相反。
图4是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态三的结构示意图，其中：第一风扇22吹向空气换热器10的方向，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成高压；第二风扇42向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成负压，此时通过压力传感器11检测得到内循环风道24内部的气体压力值。
图4所示替代实施例中，泄漏检测的工作过程与图2所示实施例的工作过程相同，泄漏判断条件不同。
泄漏判断条件如下：
当|P0n|＝|P1n|＝|P2n|时，空气换热器10不存在泄漏。
当|P0n|>|P1n|>P2n|时，空气换热器10必然存在泄漏。原因为：
第一风扇22运行时是向空气换热器10吹风，由于第一风阀21关闭，当空气换热器10存在泄漏时，空气会通过泄漏点从空气换热器10的内表面泄漏至外表面，从而造成压力传感器11测量的正压值低于不泄漏时的压力值，因此对压力值的绝对值进行比较必然有|P0n|>|P1n|。当第二风扇42运行时是在从空气换热器10抽风，会通过泄漏点对空气换热器10的内表面产生抽吸作用，因此第二风扇42运行时与不运行时相比(相同的第一风扇22转速下)压力传感器11测量的正压值会有所降低，因此对压力值的绝对值进行比较必然有|P1n|>P2n|。
图5是本发明实施例的风力发电机空气换热器泄漏检测系统的检测状态四的结构示意图，其中：第一风扇22向远离空气换热器10的方向抽风，使空气换热器10内侧的内循环通道24形成负压；第二风扇42吹向空气换热器10的方向，使空气换热器10外侧的外散热通道44形成高压，此时通过压力传感器11检测得到内循环风道24内部的气体压力值。
图5所示替代实施例中，泄漏检测的工作过程与图2所示实施例的工作过程相同，泄漏判断条件不同。泄漏判断条件如下：
当|P0n|＝|P1n|＝|P2n|时，空气换热器10不存在泄漏。
当|P0n|<|P1n|<P2n|时，空气换热器10必然存在泄漏。原因为：
第一风扇22运行时是从空气换热器10抽风，由于第一风阀21关闭，当空气换热器10存在泄漏时，空气会通过泄漏点从空气换热器10的外表面泄漏至内表面，从而造成压力传感器11测量的真空度降低(压力值升高)，因此对压力值的绝对值进行比较必然有|P0n|>|P1n|。当第二风扇42运行时是在向空气换热器10吹风，因此会通过泄漏点对空气换热器10的产生吹压作用，因此第二风扇42运行时与不运行时相比(相同的第一风扇22转速下)压力传感器11测量的真空度会进一步降低(压力值升高)，因此对压力值的绝对值进行比较必然有|P1n|<P2n|。
本发明实施例3给出的四种工作模式的分析中，是对本发明技术方案在理论上的论证。在实际检测过程中，考虑到测量设备的精度、环境因素等影响，P0i、P1i和P2i之间只要满足|P01|≈|P11|≈|P21|；|P02|≈|P12|≈|P22|；…|P0n|≈|P1n|≈|P2n|即可，即参考实施例2提供的检测方法，在允许的误差条件下保证P0i与P1i、P1i与P2i之间分别在允许的误差△P1、△P2范围内(△P1、△P2根据实施的需要进行选择，取值可以相等也可以不等)，也可以认为是|P01|＝|P11|＝|P21|；|P02|＝|P12|＝|P22|；…|P0n|＝|P1n|＝|P2n|。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.空气换热器泄漏检测系统，用于待冷却设备的空气冷却系统，其特征在于，包括：
空气换热器(10)，安装于所述空气冷却系统，用于对所述空气冷却系统与外部环境之间进行热交换；
第一风阀(21)，安装于所述空气冷却系统的内循环风道(24)中，位于靠近所述空气换热器(10)一侧的位置，用于关闭所述内循环风道(24)，以阻止所述内循环风道(24)中的气体在所述内循环风道(24)中循环；
第一风扇(22)，安装于所述空气冷却系统的内循环风道(24)中，位于靠近所述空气换热器(10)另一侧的位置；
压力传感器(11)，安装于所述空气冷却系统的所述内循环风道(24)中，位于所述第一风阀(21)和所述第一风扇(22)之间的位置，用于检测气体压力；
控制器(30)，用于控制所述第一风扇(22)的转速和/或转向，以及接收所述压力传感器(11)检测的压力数据。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述控制器(30)，还用于控制所述第一风阀(21)打开或关闭。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括：
第一转速调节装置(23)，所述控制器(30)通过所述第一转速调节装置(23)控制所述第一风扇(22)的转速和/或转向。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括：
第二风阀(41)，安装于所述空气冷却系统的外散热风道(44)中，位于靠近所述空气换热器(10)一侧的位置，用于关闭所述外散热风道(44)；
第二风扇(42)，安装于所述空气冷却系统的外散热风道(44)中，位于靠近所述空气换热器(10)另一侧的位置；
所述控制器(30)，还用于控制所述第二风扇(42)的转速和/或转向。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：
第二转速调节装置(43)，所述控制器(30)通过所述第二转速调节装置(43)控制所述第二风扇(42)的转速和/或转向。
6.如权利要求1-5之一所述的系统，其特征在于，
所述第一风扇(22)作为所述空气冷却系统的内循环风扇。
7.如权利要求4-5之一所述的系统，其特征在于，
所述第二风扇(42)作为所述空气冷却系统的外散热风扇。
8.如权利要求1-7之一所述的系统，其特征在于，
还包括通信单元(50)，所述控制器(30)通过所述通信单元(50)与上位机连接并与所述上位机之间进行数据传输。
9.一种如权利要求1-8之一所述的空气换热器泄漏检测系统的检测方法，包括：
关闭所述第一风阀(21)；
通过所述控制器(30)控制所述第一风扇(22)在预定转速Ni下运转，使所述空气换热器(10)的内外表面之间具有压力差；
通过所述压力传感器(11)检测所述内循环风道(24)内的压力值P1i，并发送给所述控制器(30)；
将压力值P1与在第一风扇(22)在预定转速N1i对应的预设压力值P0i进行比较；
根据比较结果判断所述空气换热器(10)是否存在泄漏；
其中i为自然数。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
调整所述第一风扇(22)的预定转速Ni，在不同的预定转速Ni的条件下，通过所述压力传感器(11)多次检测所述内循环风道(24)内对应的压力值P1i。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，
判断所述空气换热器(10)是否存在泄漏，包括：
当满足|P0i-P1i|≤△P1时，判断所述空气换热器(10)不存在泄漏；
当满足|P0i-P1i|＞△P1时，判断所述空气换热器(10)存在泄漏；
其中△P1≥0。
12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，还包括：
关闭所述第二风阀(41)；
通过所述控制器(30)控制所述第二风扇(42)在确定转向和确定转速Ne下运转；
通过所述控制器(30)控制所述第一风扇(22)在预定转速Ni下运转；
进一步通过所述压力传感器(11)检测所述内循环风道(24)内的压力值P2i；
将压力值P2i与所述压力传感器(11)检测的压力值P1i进行比较；
根据比较结果进一步判断所述空气换热器(10)是否存在泄漏。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
调整所述第一风扇(22)的预定转速Ni，在不同的预定转速Ni的条件下，通过所述压力传感器(11)多次检测所述内循环风道(24)内的压力值P2i。
14.如权利要求12-13之一所述的方法，其特征在于，
判断所述空气换热器(10)是否存在泄漏，还包括：
当满足|P2i-P1i|≤△P2时，判断所述空气换热器(10)不存在泄漏；
当满足|P2i-P1i|＞△P2时，判断所述空气换热器(10)存在泄漏；
其中△P2≥0。
15.如权利要求9-14之一所述的方法，其特征在于，还包括：
所述控制器(30)将判断所述空气换热器(10)是否存在泄漏的结果通过所述通信单元(50)上传到上位机；
和/或，所述控制器(30)通过所述通信单元(50)接收上位机的控制指令，根据所述控制指令启动所述空气换热器泄漏检测系统进行泄漏检测。
16.一种风力发电机，包括如权利要求1-8之一所述风力发电机空气换热器泄漏检测系统或使用如权利要求9-15之一所述的风力发电机空气换热器泄漏检测方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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