CN108412708A - 海上风力发电机组及其环境控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海上风力发电机组及其环境控制方法。所述海上风力发电机组包括环境控制系统，所述环境控制系统包括：硫化氢传感器，设置在所述海上风力发电机组的塔筒内，用于检测所述塔筒内的空气中的硫化氢含量；除硫化氢装置，被构造为降低所述塔筒内的空气中的所述硫化氢含量；控制器，根据检测的硫化氢含量，控制所述除硫化氢装置的启动或关闭。根据本发明的环境控制系统，能够降低塔筒内的硫化氢含量，从而使硫化氢气体不会对海上风力发电机组内的运维人员和电器部件造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及海上风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种海上风力发电机组及其环境控制方法。
背景技术
风力发电机组是将风能转换为电能的一种装置。近年来，风力发电机组具有从陆地向近海发展的趋势。
相比陆地风力发电机组，海上风力发电机组具备发电量高、单机装机容量大、机组运行稳定以及不占用土地等开发优势。
然而，由于海上环境极端恶劣，因此与陆地风力发电机组相比，难以保证海上风电机组的运行可靠性。本发明的发明人发现海上风力发电机组的塔筒内可能会存在硫化氢气体，而硫化氢气体会危害海上风力发电机组内的运维人员的安全，并对电器部件和机械部件造成不良影响。
发明内容
本发明的目的在于针对海上运行的特殊环境而提供一种包括环境控制系统的海上风力发电机组及其环境控制方法。
根据本发明的一方面，提供一种海上风力发电机组，所述海上风力发电机组包括环境控制系统，所述环境控制系统包括：硫化氢传感器，设置在所述海上风力发电机组的塔筒内，用于检测所述塔筒内的空气中的硫化氢含量；除硫化氢装置，用于降低所述塔筒内的空气中的所述硫化氢含量；控制器，根据检测的硫化氢含量，控制所述除硫化氢装置的启动或关闭。
可选地，所述除硫化氢装置可包括设置在所述塔筒内的第一风机，所述第一风机用于抽取所述塔筒的塔底基础层中的空气，以将所述塔底基础层中的空气排放到外部或将所述塔底基础层中的空气抽入用于过滤硫化氢的硫化氢过滤系统。
可选地，所述除硫化氢装置可包括：第一进风管，所述第一进风管的一端伸入所述塔底基础层，所述第一进风管的另一端连接到所述第一风机；出风口，设置于所述塔筒壁上；第一排风管，所述第一排风管连接所述第一风机和所述出风口，所述塔底基础层中的空气通过所述第一风机经由所述第一进风管、所述第一排风管和所述出风口排放到所述塔筒外。
可选地，所述除硫化氢装置可包括：第一风箱，设置在所述塔筒内，具有第一进风端和第一出风端；第一进风管，所述第一进风管的一端伸入所述塔底基础层，另一端连接到所述第一进风端，其中，所述硫化氢过滤系统设置在所述第一风箱内，并将所述第一进风端和所述第一出风端隔开，所述第一风机将所述塔底基础层中的空气经由所述第一进风管抽入所述第一风箱内，使其通过所述硫化氢过滤系统，并将过滤后的空气通过所述第一出风端排放到所述塔筒内。
可选地，所述硫化氢过滤系统可包括碱性吸附层。
可选地，所述环境控制系统还可包括：进风口，设置在所述塔筒壁上；第二风箱，设置在所述塔筒内，具有第二进风端和第二出风端；第二进风管，连接所述进风口和所述第二进风端；空气过滤系统，设置在所述第二风箱内，并将所述第二进风端和所述第二出风端隔开；第二风机，设置在所述第二风箱的所述第二出风端侧，用于将外部空气经由所述第二进风管引入所述第二风箱内，使外部空气通过所述空气过滤系统过滤后经由所述第二出风端排入到所述塔筒内，以进行散热。
可选地，所述环境控制系统还可包括除湿系统，所述除湿系统在所述第二风箱内设置于所述空气过滤系统的上部或下部。
可选地，所述第二风箱上还设置有第三进风端，所述第二风机将所述塔筒内的空气通过所述第三进风端引入所述第二风箱内以通过所述除湿系统进行除湿，并通过所述第二出风端将除湿后的空气排入到所述塔筒内。所述第二进风管上设置有用于打开或关闭所述第二进风管的第一阀门，所述第三进风端处设置有用于打开或关闭所述第三进风端的第二阀门。
可选地，所述环境控制系统还可包括设置在所述海上风力发电机组内的温度传感器和湿度传感器，所述控制器可根据所述温度传感器和所述湿度传感器的检测结果，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第二风机。
根据本发明的另一方面，提供一种如上所述的海上风力发电机组的环境控制方法，所述环境控制方法包括：通过所述硫化氢传感器检测所述塔筒内的空气中的硫化氢含量；当硫化氢含量大于等于第一预定值时，所述控制器启动所述除硫化氢装置，以降低空气中的硫化氢含量；通过所述硫化氢传感器继续检测启动所述除硫化氢装置之后的空气中的硫化氢含量；当启动所述除硫化氢装置之后的空气中的硫化氢含量低于所述第一预定值时，关闭所述除硫化氢装置。
可选地，当启动所述除硫化氢装置之后的空气中的硫化氢含量低于所述第一预定值时，所述控制器控制所述除硫化氢装置继续运行第一预定时间后，关闭所述除硫化氢装置。
根据本发明的另一方面，提供一种如上所述的海上风力发电机组的环境控制方法，所述环境控制方法包括：分别通过所述温度传感器和所述湿度传感器检测所述海上风力发电机组内的温度和湿度；基于所述温度与第二预定值、所述湿度与第三预定值的比较结果，所述控制器控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第二风机。
可选地，当所述温度小于所述第二预定值且所述湿度大于等于所述第三预定值时，所述控制器关闭所述第一阀门、打开所述第二阀门，并控制所述第二风机以第一转速运行。
可选地，当所述温度大于等于所述第二预定值且所述湿度大于等于所述第三预定值时，所述控制器打开所述第一阀门和所述第二阀门，并控制所述第二风机以高于所述第一转速的第二转速运行。
可选地，当所述温度大于等于所述第二预定值且所述湿度小于所述第三预定值时，所述控制器打开所述第一阀门、关闭所述第二阀门，并控制所述第二风机以高于所述第一转速的第二转速运行。
根据本发明，充分考虑到海上风力发电机组的特殊运行环境，通过在海上风力发电机组的环境控制系统中设置硫化氢传感器、除硫化氢装置和控制器，能够降低塔筒内的硫化氢含量，从而使硫化氢气体不会对海上风力发电机组内的运维人员和电器部件造成影响。
另外，根据本发明，通过将环境控制系统中的散热系统和除湿系统在结构和功能上相结合，可优化散热和除湿功能，使环境控制系统的风管走线整齐简洁，并且可节约吊装时间，减少系统的故障点，降低采购成本。
此外，根据本发明，可根据风力发电机组内的温度和湿度，对环境控制系统执行适应性地控制，从而可最大限度地利用环境控制系统执行散热和除湿功能。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的海上风力发电机组；
图2是根据本发明的另一实施例的海上风力发电机组；
图3是根据本发明的实施例的环境控制系统的控制方法的流程图；
图4是根据本发明的另一实施例的环境控制系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的海上风力发电机组。
如图1和图2所示，根据本发明的实施例的海上风力发电机组包括塔筒1、设置在塔筒1上的机舱2和轮毂3以及设置在轮毂3上的叶片4，海上风力发电机组还包括环境控制系统，该环境控制系统可包括：硫化氢传感器10，设置在塔筒1内，用于检测塔筒1内的空气中的硫化氢含量；除硫化氢装置20，用于降低塔筒1内的空气中的硫化氢含量；控制器30，根据检测的硫化氢含量，控制除硫化氢装置20的启动或关闭。
根据本发明的实施例的塔筒1可包括位于塔筒1的最底层的塔底基础层1a、设置在塔底基础层1a上方用于安装箱变设备等的箱变层1b以及设置在箱变层1b上方用于安装主控柜体等的主控柜层1c。
根据本发明的实施例的海上风力发电机组可具有单桩基础，由于单桩基础的钢管桩插入到海底淤泥中，因此海底淤泥会进入塔底基础层1a内。海底淤泥中存在厌氧菌，厌氧菌在缺氧条件下会产生硫化氢气体。由于硫化氢气体是一种无色、易燃的酸性气体且有剧毒性，因此硫化氢气体向塔筒内部上层扩散达到一定程度时，会危害海上风力发电机组内的运维人员的安全，并且硫化氢的酸性也会对电器部件和机械部件造成腐蚀。此外，当海上风力发电机组具有其它形式的基础时，塔筒内也有可能进入硫化氢气体。
根据现有技术的海上风力发电机组的环境控制系统仅考虑到塔筒内的散热和除湿问题，而完全没有考虑到塔筒内产生的硫化氢气体对人体和电器部件的影响。
然而，在本发明中，充分考虑到海上风力发电机组的特殊运行环境，通过在海上风力发电机组的环境控制系统中设置硫化氢传感器10、除硫化氢装置20和控制器30，能够检测塔筒1内的硫化氢含量，通过开启除硫化氢装置20降低塔筒1内的硫化氢含量，从而使硫化氢气体不会对海上风力发电机组内的运维人员和电器部件造成影响。以下，将参照图1和图2描述根据本发明的实施例的硫化氢传感器10、除硫化氢装置20和控制器30。
根据本发明的实施例，硫化氢传感器10可设置在塔筒1的塔底基础层1a中，用于检测塔底基础层1a中的空气中的硫化氢含量。由于在塔底基础层1a内产生硫化氢气体，因此将硫化氢传感器10设置在塔底基础层1a中，可提高检测硫化氢气体的准确度。然而，本发明不限于此，硫化氢传感器10也可设置在塔筒1的其它位置。
根据本发明的实施例的除硫化氢装置20用于能够降低塔筒1内的空气中的硫化氢含量。根据本发明的实施例，控制器30可设置在塔筒1内，具体地，可设置在塔筒1的主控柜层1c中。控制器30可根据检测的硫化氢含量，控制除硫化氢装置20的启动或关闭。
图1和图2分别示出了除硫化氢装置20的两种示例性结构。如图1所示，根据本发明的实施例，除硫化氢装置20可包括设置在塔筒1内的第一风机21，第一风机21用于抽取塔筒1的塔底基础层1a中的空气，以将塔底基础层1a中的空气排放到塔筒1外部。
第一风机21可以是离心风机、轴流风机或混流风机等，而不受具体限制。
具体地讲，如图1所示，除硫化氢装置20可包括第一进风管22，第一进风管22的一端可伸入到塔底基础层1a内，另一端可连接到第一风机21。另外，除硫化氢装置20可包括设置在塔筒壁上的出风口23以及连接第一风机21和出风口23的第一排风管24。可选地，第一风机21可设置在主控柜层1c中，出风口23可开设在箱变层1b的壁上，然而，本发明不限于此。
根据本发明，当通过硫化氢传感器10检测到的塔筒内的硫化氢含量高于第一预定值(可综合硫化氢传感器10的设置位置以及人体和电器部件所能承受的硫化氢含量来确定该第一预定值)时，控制器30可打开除硫化氢装置20，具体地，可打开第一风机21，从而塔底基础层1a中的空气可通过第一风机21经由第一进风管22、第一排风管24和出风口23排放到塔筒1外。
根据本发明，由于在塔底基础层1a中产生硫化氢，因此通过利用第一风机21将塔底基础层1a中的空气排放到塔筒1外，可降低塔筒1内的硫化氢含量。
根据本发明的另一实施例，如图2所示，第一风机21可抽取塔底基础层1a中的空气，并将塔底基础层1a中的空气抽入用于过滤硫化氢的硫化氢过滤系统26。
具体地讲，如图2所示，除硫化氢装置20可包括设置在塔筒1内的第一风箱25。可选地，第一风箱25可设置在塔筒1的主控柜层1c中。第一风箱25可设计成方形或圆形等，而不受具体限制。第一风箱25可具有第一进风端25a和第一出风端25b。可选地，第一进风端25a可以为设置在第一风箱25的下部壳体上的开口，第一出风端25b可以为设置在第一风箱25的侧部壳体上的开口。
第一进风管22的一端伸入到塔底基础层1a中，另一端连接到第一进风端25a。硫化氢过滤系统26可设置在第一风箱25中，并将第一进风端25a和第一出风端25b隔开。可选地，硫化氢过滤系统26可包括碱性吸附层，以用于吸附进入到第一风箱25内的空气中的硫化氢。然而，本发明不限于此，硫化氢过滤系统26可具有本领域中已知的能够去除硫化氢的任何结构。
根据本发明的实施例，当通过硫化氢传感器10检测到的塔筒内的硫化氢含量高于第一预定值时，控制器30可打开除硫化氢装置20，具体地，可打开第一风机21，第一风机21可将塔底基础层1a中的空气经由第一进风管22抽入第一风箱25内，进入第一风箱25内的空气通过硫化氢过滤系统26过滤硫化氢，然后通过第一出风端25b排放到塔筒1内。
根据本发明，由于在塔底基础层1a中产生硫化氢，因此通过对塔底基础层1a中的空气中的硫化氢进行过滤，可降低塔筒1内的硫化氢含量。
以上介绍了除硫化氢装置20的两个具体结构，然而，本发明不限于此，根据本发明的实施例的除硫化氢装置20可具有各种变型，只要其能够在启动时可降低塔筒1内的空气中的硫化氢含量即可。
以下，参照图3描述根据如上所述的海上风力发电机组的环境控制方法。
在步骤S10中，通过硫化氢传感器10检测塔筒1内的空气中的硫化氢含量。
在步骤S20中，比较硫化氢含量和第一预定值，可综合硫化氢传感器10的设置位置以及人体和电器部件所能承受的硫化氢含量来确定该第一预定值。
作为步骤S20的检测结果，如果硫化氢含量大于等于第一预定值，则执行步骤S30，启动除硫化氢装置，具体地，打开第一风机21，以降低空气中的硫化氢含量。可选地，考虑到硫化氢传感器10检测的稳定性，可在检测到硫化氢含量大于等于第一预定值时继续检测一段时间(例如，5s)，如果在该该段时间内，硫化氢含量始终大于等于第一预定值，则执行步骤S30。
作为步骤S20的检测结果，如果硫化氢含量小于第一预定值，则返回步骤S10，继续检测硫化氢含量。
在步骤S40中，通过硫化氢传感器10继续检测启动除硫化氢装置20后的空气中的硫化氢含量。
在步骤S50中，比较硫化氢含量和第一预定值。
作为步骤S50的检测结果，如果硫化氢含量小于第一预定值，则执行步骤S60，通过控制器30控制除硫化氢装置20继续运行第一预定时间。然后，在步骤S70中，关闭除硫化氢装置20(具体地，关闭第一风机21)。根据本发明，通过在硫化氢含量小于第一预定值之后使除硫化氢装置20继续运行第一预定时间，可将塔筒1内的空气中的硫化氢含量稳定地控制为小于第一预定值，并避免过度频繁地开启或关闭第一风机21。
作为步骤S50的检测结果，如果硫化氢含量大于等于第一预定值，则返回到步骤S40，继续启动除硫化氢装置20并继续检测硫化氢含量。
以上描述了根据本发明的风力发电机组的环境控制系统中包括硫化氢传感器10和除硫化氢装置20以降低塔筒1内的空气中的硫化氢含量的实施例。
另外，对于海上风力发电机组而言，海上含盐雾空气在高温下会产生酸性气体，其会加速控制、监测等系统关键器件的腐蚀氧化，并且海上的高湿空气在达到露点时，产生凝露会影响海上风力发电机组内电器部件的使用寿命，锈蚀海上风力发电机组内的机械部件。
因此，根据本发明的实施例，风力发电机组的环境控制系统还可包括散热系统和除湿系统，以下将进行具体描述。
如图1和图2所示，环境控制系统还可包括：进风口41，设置在塔筒1壁上；第二风箱42，设置在塔筒1内，具有第二进风端42a和第二出风端42b；第二进风管43，连接进风口41和第二进风端42a；空气过滤系统44，设置在第二风箱42内，并将第二进风端42a和第二出风端42b隔开；第二风机45，设置在第二风箱42的第二出风端42b侧，用于经由第二进风管43吸入外部空气，使其通过空气过滤系统44过滤后经由第二出风端42b排入到塔筒1内，以对海上风力发电机组内的空气进行散热。
如图1和图2所示，进风口41可设置在箱变层1b的壁上。优选地，如图1所示，进风口41可设置在出风口23的下方，从而可防止通过出风口23排放的含有硫化氢的空气通过进风口41进入塔筒1内。
根据本发明的实施例，可在塔筒1的外壁、进风口41处设置进风弯头46，进风弯头46背离进风口41的末端向下弯曲。进风弯头46可防止在大风或下雨等恶劣天气时，空气中的大颗粒雨点和沙尘进入第二进风管43。另外，根据本发明的实施例，可在进风弯头46的末端设置网罩47，以防止较大杂物进入到第二进风管43中。
第二风箱42可设置在主控柜层1c中，并可与第一风箱25结合到一起，以利于结构布置，节约安装空间。具体地，第二风箱42可以为圆形或方形等，而不受具体限制。
第二风箱42可具有第二进风端42a和第二出风端42b，第二进风端42a可以为设置在第二风箱42的底部壳体上的开口，第二出风端42b可以为设置在第二风箱42的顶部壳体上的开口。
第二进风管43可连接进风口41和第二进风端42a。根据本发明的实施例，第二进风管43上可设置有用于打开或关闭第二进风管43的第一阀门(未示出)。在打开第一阀门时，塔筒1外的空气可通过第二进风管43进入塔筒1内，在关闭第一阀门时，塔筒1外的空气无法通过第二进风管43进入塔筒1内。
空气过滤系统44可设置在第二进风端42a和第二出风端42b之间，以对进入到第二风箱42内的空气进行过滤，具体地，空气过滤系统44可过滤空气中的灰尘和盐雾。
可采用能够过滤灰尘和盐雾的任何过滤系统作为本发明的实施例的空气过滤系统44。可选地，根据本发明的实施例的空气过滤系统44可包括第一级过滤装置和第二级过滤装置，第一级过滤装置和第二级过滤装置可以为分体式，并可拆卸地水平安装在第二风箱42中。第一级过滤装置可以为粗效过滤装置，用于过滤尺寸较大的灰尘和盐雾，第二级过滤装置可以为亚高效过滤装置，用于过滤尺寸较小的灰尘和盐雾。
根据本发明，通过利用空气过滤系统44对进入第二风箱42内的空气进行过滤，可除去空气中所含的灰尘和盐雾颗粒等，防止灰尘和盐雾颗粒对海上风力发电机组的部件造成腐蚀、磨损。
第二风机45可设置在第二风箱42的第二出风端42b侧，用于将塔筒1外的空气经由第二进风管43引入到第二风箱42内，进入到第二风箱42内的空气通过空气过滤系统44过滤后可经由第二出风端42b排入到塔筒1内，以对海上风力发电机组内的空气进行散热。
根据本发明的实施例，为了防止海上的高湿空气锈蚀海上风力发电机组内的机械部件，环境控制系统还可包括除湿系统51(如图1和图2所示)。根据本发明的实施例，除湿系统51可设置在第二风箱42内，并可设置于空气过滤系统44的上部或下部，其中，在图1和图2中，除湿系统51设置于空气过滤系统44的上部。可选地，除湿系统51可以为除湿转轮。
根据本发明的实施例，通过将空气过滤系统44和除湿系统51集成在第二风箱42内，可实现散热系统和除湿系统在结构和功能上的集成。
具体而言，在现有技术中，风力发电机组的散热系统和除湿系统作为两套独立的系统运行工作，这会产生以下几个问题：控制策略复杂、占用安装空间较大和采购成本较高。此外，散热系统引入的新风可能会因湿度过大对机组内环境湿度产生影响。并且，散热系统和除湿系统都有空气过滤系统，因此在过滤引入到塔筒内的空气时，散热系统和除湿系统各自的空气过滤系统会产生叠加浪费。
根据本发明，通过将除湿系统51集成在第二风箱42内，相比散热和除湿各子系统分别独立的风管走线，环境控制系统的风管走线整齐简洁，并且可以节约吊装时间，减少系统的故障点，降低采购成本。另外，塔筒1外的空气在通过空气过滤系统44过滤后，可通过除湿系统51进行除湿，因此可将干净、干燥的空气引入到塔筒1内，因此可确保对海上风力发电机组内的空气进行散热的空气为干燥的空气。
根据本发明的实施例，如图1和图2所示，第二风箱42上还可设置有第三进风端52，第二风机45可将塔筒1内的空气(例如，塔筒1内的湿空气)通过第三进风端52引入第二风箱42内以通过除湿系统51进行除湿，并通过第二出风端42b将除湿后的空气排入到塔筒1内。可选地，通过第三进风端52引入第二风箱42内的空气可经过空气过滤系统44或者不经过空气过滤系统44。
可选地，第三进风端52可设置在第二风箱42的底部，并且可以以管的形式设置。第三进风端52处可设置有用于打开或关闭第三进风端52的第二阀门(未示出)。
通过如上所述地设置第一阀门和第二阀门，可根据风力发电机组内的温度和湿度选择性地打开或关闭第二进风管43和第三进风端52，稍后将进行详细描述。
根据本发明的实施例，环境控制系统还可包括设置在海上风力发电机组内的温度传感器48和湿度传感器53。虽然图1和图2中示出了温度传感器48和湿度传感器53为分体式设计，但也可将温度传感器和湿度传感器设计为一体。可选地，可将温度传感器48设置在机舱2内，将湿度传感器53靠近控制器30设置。控制器30可根据温度传感器48和湿度传感器53的检测结果，控制第一阀门、第二阀门和第二风机45。
以下，将参照图4描述包括上述散热除湿装置的海上风力发电机组的环境控制方法。
如图4所示，根据上述海上风力发电机组的环境控制系统的环境控制方法可包括：分别通过温度传感器48和湿度传感器53检测海上风力发电机组内的温度和湿度；基于温度与第二预定值、湿度与第三预定值的比较结果，控制器30控制第一阀门、第二阀门和第二风机45。
具体而言，在步骤S100中，通过温度传感器48测量海上风力发电机组内的温度，在步骤S200中，可通过湿度传感器53测量海上风力发电机组内的湿度。步骤S100和S200无先后顺序，并且可同时执行。
在步骤S300中，可比较测量的温度和第二预定值，在步骤S400中，可比较测量的湿度和第三预定值。其中，步骤S300和S400无先后顺序，并且可同时执行。其中，第二预定值和第三预定值可根据风力发电机组的耐热性和耐湿性进行合理地设定。
根据本发明的实施例，当测量的温度小于第二预定值，测量的湿度大于等于第三预定值时，在步骤S500中，关闭第一阀门、打开第二阀门，并控制第二风机45以第一转速运行。
也就是说，当风力发电机组内的温度较低而湿度较高时，可仅通过环境控制系统对塔筒1内的空气进行除湿，而无需散热。此时，可打开第二风机45，并使第二风机45以低转速的第一转速运行，可关闭第一阀门，使得塔筒1外的空气无法通过第二进风管43进入塔筒1内，可打开第二阀门，使得塔筒1内的空气通过第三进风端52进入到第二风箱42内，并通过除湿系统进行除湿，除湿后的干燥空气可通过第二出风端42b排入到塔筒1内，从而可对塔筒1内的空气进行除湿。
根据本发明的实施例，当测量的温度大于等于第二预定值，测量的湿度大于等于第三预定值时，在步骤S600中，打开第一阀门、打开第二阀门，并控制第二风机45以第二转速运行。
也就是说，当风力发电机组内的温度和湿度均较高，需要环境控制系统同时散热和除湿时，可打开第二风机45，并使第二风机45以高转速的第二转速运行，可打开第一阀门和第二阀门，从而塔筒1外的空气可通过第二进风管43进入第二风箱42内，塔筒1内的空气可通过第三进风端52进入第二风箱42内。
通过第二进风管43进入第二风箱42内的空气可依次通过空气过滤系统44过滤灰尘和盐雾、通过除湿系统51进行除湿，然后干净、干燥的空气可通过第二出风端42b排入到塔筒1内。此时，在第二风机45的高转速驱动下，干净、干燥的空气可由于第二风机45形成的正压和空气上浮的自然规律，沿着塔筒1从下往上流动，首先冷却塔筒1内的电缆和电控柜，然后进入机舱2，对发电机进行冷却，最后流向轮毂3，冷却轮毂3内控制柜，并从轮毂3与叶轮根部的缝隙处排到外部，从而完成整个散热循环。
通过第三进风端52进入第二风箱42内的空气可通过除湿系统进行除湿，除湿后的干燥空气可通过第二出风端42b排入到塔筒1内，从而可对塔筒1内的空气进行除湿。
根据本发明的实施例，第二转速可大于第一转速，这是因为在对风力发电机组内的空气进行散热时，需要通过第二风机45使进入塔筒1内的空气在风力发电机组内完成散热循环，因此需要第二风机45提供更大的驱动力。
根据本发明的实施例，当测量的温度大于等于第二预定值，测量的湿度小于第三预定值时，在步骤S700中，可打开第一阀门、关闭第二阀门，并控制第二风机45以第二转速运行。
也就是说，当海上风力发电机组内的温度较高而湿度较低，仅需通过环境控制系统对海上风力发电机组内的空气进行散热而无需除湿时，可打开第二风机45，并使第二风机45以高转速的第二转速运行。可打开第一阀门、关闭第二阀门，从而塔筒1外的空气可通过第二进风管43进入第二风箱42内，而塔筒1内的空气无法通过第三进风端52进入第二风箱42内。
通过第二进风管43进入第二风箱42内的空气可按照以上描述的方式相同的方式完成散热循环，在此不再赘述。
另外，虽然未描述，但应理解的是，当海上风力发电机组内的温度小于第二预定值、湿度小于第三预定值时，可无需散热和除湿，此时可关闭第二风机45。
如上所述，根据本发明的实施例的环境控制系统，可根据风力发电机组内的温度和湿度执行适应性地控制，从而可最大限度地利用环境控制系统执行散热和除湿。
此外，应理解的是，以上描述的环境控制系统中的除硫化氢装置20的运行不与散热系统和除湿系统产生干涉。并且，应理解的是，当同时执行除硫化氢和散热的功能时，在除硫化氢装置20具有如图1所示的结构(即，通过第一风机21将塔底基础层1a中的空气强制排放到塔筒1外)的情况下，可在塔筒1内形成负压，从而可更有利于塔筒1外的空气通过第二进风管43进入塔筒1内。
根据本发明的实施例的环境控制系统，充分考虑到海上风力发电机组的特殊运行环境，通过在海上风力发电机组的环境控制系统中设置硫化氢传感器、除硫化氢装置和控制器，能够检测塔筒内的硫化氢含量，通过开启除硫化氢装置降低塔筒内的硫化氢含量，从而使硫化氢气体不会对海上风力发电机组内的运维人员和电器部件造成影响。
另外，根据本发明，通过将环境控制系统中的散热系统和除湿系统在结构和功能上相结合，可优化散热和除湿功能，使环境控制系统的风管走线整齐简洁，并且可节约吊装时间，减少系统的故障点，降低采购成本。
并且，根据本发明，可根据风力发电机组内的温度和湿度，对环境控制系统执行适应性地控制，从而可最大限度地利用环境控制系统执行散热和除湿功能。
虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
Claims (15)
1.一种海上风力发电机组，所述海上风力发电机组包括环境控制系统，其特征在于，所述环境控制系统包括：
硫化氢传感器(10)，设置在所述海上风力发电机组的塔筒(1)内，用于检测所述塔筒(1)内的空气中的硫化氢含量；
除硫化氢装置(20)，用于降低所述塔筒(1)内的空气中的所述硫化氢含量；
控制器(30)，根据检测的硫化氢含量，控制所述除硫化氢装置(20)的启动或关闭。
2.根据权利要求1所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述除硫化氢装置(20)包括设置在所述塔筒(1)内的第一风机(21)，所述第一风机(21)用于抽取所述塔筒(1)的塔底基础层(1a)中的空气，以将所述塔底基础层(1a)中的空气排放到外部或将所述塔底基础层(1a)中的空气抽入用于过滤硫化氢的硫化氢过滤系统(26)。
3.根据权利要求2所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述除硫化氢装置(20)包括：
第一进风管(22)，所述第一进风管(22)的一端伸入所述塔底基础层(1a)，所述第一进风管(22)的另一端连接到所述第一风机(21)；
出风口(23)，设置于所述塔筒(1)壁上；
第一排风管(24)，所述第一排风管(24)连接所述第一风机(21)和所述出风口(23)，所述塔底基础层(1a)中的空气通过所述第一风机(21)经由所述第一进风管(22)、所述第一排风管(24)和所述出风口(23)排放到所述塔筒(1)外。
4.根据权利要求2所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述除硫化氢装置(20)包括：
第一风箱(25)，设置在所述塔筒(1)内，具有第一进风端(25a)和第一出风端(25b)；
第一进风管(22)，所述第一进风管(22)的一端伸入所述塔底基础层(1a)，另一端连接到所述第一进风端(25a)，
其中，所述硫化氢过滤系统(26)设置在所述第一风箱(25)内，并将所述第一进风端(25a)和所述第一出风端(25b)隔开，所述第一风机(21)将所述塔底基础层(1a)中的空气经由所述第一进风管(22)抽入所述第一风箱(25)内，使其通过所述硫化氢过滤系统(26)，并将过滤后的空气通过所述第一出风端(25b)排放到所述塔筒(1)内。
5.根据权利要求2所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述硫化氢过滤系统(26)包括碱性吸附层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述环境控制系统还包括：
进风口(41)，设置在所述塔筒(1)壁上；
第二风箱(42)，设置在所述塔筒(1)内，具有第二进风端(42a)和第二出风端(42b)；
第二进风管(43)，连接所述进风口(41)和所述第二进风端(42a)；
空气过滤系统(44)，设置在所述第二风箱(42)内，并将所述第二进风端(42a)和所述第二出风端(42b)隔开；
第二风机(45)，设置在所述第二风箱(42)的所述第二出风端(42b)侧，用于将外部空气经由所述第二进风管(43)引入所述第二风箱(42)内，使外部空气通过所述空气过滤系统(44)过滤后经由所述第二出风端(42b)排入到所述塔筒(1)内，以进行散热。
7.根据权利要求6所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述环境控制系统还包括除湿系统(51)，所述除湿系统(51)在所述第二风箱(42)内设置于所述空气过滤系统(44)的上部或下部。
8.根据权利要求7所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述第二风箱(42)上还设置有第三进风端(52)，所述第二风机(45)将所述塔筒(1)内的空气通过所述第三进风端(52)引入所述第二风箱(42)内以通过所述除湿系统(51)进行除湿，并通过所述第二出风端(42b)将除湿后的空气排入到所述塔筒(1)内，
所述第二进风管(43)上设置有用于打开或关闭所述第二进风管(43)的第一阀门，所述第三进风端(52)处设置有用于打开或关闭所述第三进风端(52)的第二阀门。
9.根据权利要求8所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述环境控制系统还包括设置在所述海上风力发电机组内的温度传感器(48)和湿度传感器(53)，所述控制器(30)根据所述温度传感器(48)和所述湿度传感器(53)的检测结果，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第二风机(45)。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的海上风力发电机组的环境控制方法，其特征在于，所述环境控制方法包括：
通过所述硫化氢传感器(10)检测所述塔筒(1)内的空气中的硫化氢含量；
当硫化氢含量大于等于第一预定值时，所述控制器(30)启动所述除硫化氢装置(20)，以降低空气中的硫化氢含量；
通过所述硫化氢传感器(10)继续检测启动所述除硫化氢装置(20)之后的空气中的硫化氢含量；
当启动所述除硫化氢装置(20)之后的空气中的硫化氢含量低于所述第一预定值时，关闭所述除硫化氢装置(20)。
11.根据权利要求10所述的环境控制方法，其特征在于，当启动所述除硫化氢装置(20)之后的空气中的硫化氢含量低于所述第一预定值时，所述控制器(30)控制所述除硫化氢装置(20)继续运行第一预定时间后，关闭所述除硫化氢装置(20)。
12.一种根据权利要求9所述的海上风力发电机组的环境控制方法，其特征在于，所述环境控制方法包括：
分别通过所述温度传感器(48)和所述湿度传感器(53)检测所述海上风力发电机组内的温度和湿度；
基于所述温度与第二预定值、所述湿度与第三预定值的比较结果，所述控制器(30)控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第二风机(45)。
13.根据权利要求12所述的环境控制方法，其特征在于，当所述温度小于所述第二预定值且所述湿度大于等于所述第三预定值时，所述控制器(30)关闭所述第一阀门、打开所述第二阀门，并控制所述第二风机(45)以第一转速运行。
14.根据权利要求13所述的环境控制方法，其特征在于，当所述温度大于等于所述第二预定值且所述湿度大于等于所述第三预定值时，所述控制器(30)打开所述第一阀门和所述第二阀门，并控制所述第二风机(45)以高于所述第一转速的第二转速运行。
15.根据权利要求13所述的环境控制方法，其特征在于，当所述温度大于等于所述第二预定值且所述湿度小于所述第三预定值时，所述控制器(30)打开所述第一阀门、关闭所述第二阀门，并控制所述第二风机(45)以高于所述第一转速的第二转速运行。
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|---|---|---|---|
| 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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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 830026 No. 107, Shanghai Road, Urumqi economic and Technological Development Zone, the Xinjiang Uygur Autonomous Region Patentee after: Jinfeng Technology Co.,Ltd. Address before: 830026 No. 107, Shanghai Road, Urumqi economic and Technological Development Zone, the Xinjiang Uygur Autonomous Region Patentee before: XINJIANG GOLDWIND SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |