CN111237139A - 一种叶片除冰系统及方法 - Google Patents

一种叶片除冰系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111237139A
CN111237139A CN201911250569.2A CN201911250569A CN111237139A CN 111237139 A CN111237139 A CN 111237139A CN 201911250569 A CN201911250569 A CN 201911250569A CN 111237139 A CN111237139 A CN 111237139A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
deicing
temperature
heating
heating devices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911250569.2A
Other languages
English (en)
Inventor
宋小红
曾敏敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Simante Automation Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Simante Automation Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Simante Automation Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Simante Automation Technology Co Ltd
Priority to CN201911250569.2A priority Critical patent/CN111237139A/zh
Publication of CN111237139A publication Critical patent/CN111237139A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/40—Ice detection; De-icing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/60—Cooling or heating of wind motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种叶片除冰系统包括若干加热装置、控制柜、变桨柜、主机以及温度传感器，加热装置的数量与发电机叶片的数量对应，每一加热装置包括风机、加热器及引风管及档风板，风机、加热器及引风管内置于叶片的内腔前缘，加热器两端分别与风机及引风管连通，温度传感器的数量与发电机叶片的数量对应并内置于每一叶片的内腔中，变桨柜的数量与加热装置的数量对应，每一变桨柜与一加热装置电连接向加热装置供电，控制柜控制加热装置使若干加热装置轮流切换工作，直至叶片内腔温度饱和，叶片表面开始除冰，温度传感器收集温度数据反馈给主机，整个系统设备简单，工作功率小，成本低。本发明还涉及一种应用于上述叶片除冰系统的叶片除冰方法。

Description

一种叶片除冰系统及方法
技术领域
本发明涉及风力发电机组，尤其是涉及风力发电机组叶片除冰系统。
背景技术
风力发电叶片上的结冰危害成为影响风力发电机组的发电效率以及风电机组寿命的非常重要的负面因素。目前研究人员主要采用热消融的方式对风电叶片外表面的冰层进行融化去除。
但现有的叶片除冰设备复杂，成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种叶片除冰系统，设备简单，工作功率小，成本低。
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之二在于提供一种叶片除冰方法，降低除冰成本。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种叶片除冰系统，包括若干加热装置，所述加热装置的数量与发电机叶片的数量对应，每一所述加热装置包括风机、加热器及引风管，所述风机、加热器及引风管内置于所述叶片的内腔，所述加热器两端分别与所述风机及所述引风管连通，所述叶片除冰系统还包括控制柜、变桨柜、主机以及温度传感器，所述温度传感器的数量与所述发电机叶片的数量对应并内置于每一叶片的内腔中，所述变桨柜的数量与所述加热装置的数量对应，每一所述变桨柜与一加热装置电连接向所述加热装置供电，所述控制柜控制所述加热装置使若干所述加热装置轮流切换工作，直至所述叶片内腔温度饱和，叶片表面开始除冰，所述温度传感器收集温度数据反馈给所述主机。
进一步地，所述控制柜根据除冰环境确定加热装置每一次加热的时间。
进一步地，当叶片内温度达到40度时，叶片表面开始除冰。
进一步地，叶片表面开始除冰之前，若干所述加热装置轮流加热，每一所述加热装置都加热一次作为一个交替，多次交替直至所述叶片内腔温度饱和。
进一步地，叶片表面开始除冰后，若干所述加热装置轮流加热，每一所述加热装置都加热一次作为一个交替，直至除冰结束。
进一步地，叶片表面开始除冰之前，所述加热装置每次加热的时间大于叶片表面开始除冰后所述加热装置每次加热的时间。
进一步地，环境温度越低，除冰时工作交替次数越多，环境温度高，除冰时工作交替次数少。
进一步地，所述控制柜通过控制所述加热装置的开启和停止工作实现若干所述加热装置轮流切换工作。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种叶片除冰方法，包括以下步骤：
控制柜启动机组除冰命令；
变桨柜向对应的叶片内部设备供电；
启动叶片内部的风机及加热器；
根据除冰环境确定每一叶片工作时间；
叶片轮流切换升温，使内腔温度进入饱和，叶片表面开始除冰；
叶片内部温度传感器采集温度数据反馈给主机。
进一步地，叶片轮流切换升温时，若干所述加热装置轮流加热，每一所述加热装置都加热一次作为一个交替，多次交替直至所述叶片内腔温度饱和。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1)改造中不用更换机组原有的滑环，交替工作加热设备所需功率小，相当于只有一台加热设备在工作，原滑环提供的电流就能满足加热设备的所需功率的使用，节约滑环成本。
(2)原来所需的繁琐控制系统用新增的加热设备所需的启、停器件实现，节约繁琐控制柜的安装。
(3)温度采集信号进入变桨系统通讯中上传到机组控制室，主机系统中能够实时显示、控制系统的运行情况，实现安全运行。
附图说明
图1为本发明叶片除冰系统的原理图；
图2为图1的叶片除冰系统的叶片交替运行逻辑图；
图3为图1的叶片除冰系统的叶片内腔升温曲线图；
图4为本发明叶片除冰方法的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图3，本发明叶片除冰系统用于给发电机的叶片除冰。发电机的叶片为中空，内部形成内腔。通过对内腔的空气加热，采用热消融的方式对风电叶片外表面的冰层进行融化去除。
叶片除冰系统包括若干加热装置、控制柜、若干变桨柜、主机以及若干温度传感器。加热装置、变桨柜以及温度传感器的数量相同与叶片的数量相同。每一叶片的内腔设有一加热装置及一温度传感器。加热装置包括风机、加热器、引风管及挡风板。加热器两端分别与风机及引风管连通。每一温度传感器与主机电性连接。每一温度传感器设置于叶片内部离叶根15m的地方，收集叶片内部温度数据并反馈给主机。
每一变桨柜与一叶片内部的风机及加热器电性连接并向风机及加热器供电。控制柜控制若干加热装置的风机及加热器的开启和停止使若干加热装置轮流切换工作，直至叶片内腔温度饱和，叶片表面开始除冰，温度传感器收集温度数据反馈给主机。
在一实施例中，叶片的数量为三个，分别为A叶片、B叶片以及C叶片。相对应的，加热装置、变桨柜以及温度传感器的数量也为三个，三个变桨柜分别为变桨柜A、变桨柜B、变桨柜C。当冬季叶片开始除冰时，控制柜启动机组除冰命令，变桨柜向叶片内腔设备提供电源，A叶片同时启动风机、加热器，根据除冰环境情况确定A叶片内设备工作的时间，一般为20分钟，当A叶片内设备工作20分钟后，系统自动切换到B叶片内设备工作，A叶片内设备停止工作，B叶片内设备工作20分钟的自动切换到C叶片内设备工作，三个叶片内设备轮流工作依次作为一个交替，以此循环实现叶片内腔温度升高，随着气流在内腔循环，叶片内腔温度进入饱和(经过三个交替)，叶片开始热交换实现叶片表面除冰。同时叶片内部有温度传感器，此传感器位置在叶片内离叶根15m地方，此位置温度达到40℃,叶片除冰开始，同时将信息反馈到主机系统中可实时显示、控制系统的运行情况，实现安全运行。在除冰过程中，叶片内设备依旧轮流切换工作，每次工作15分钟，形成交替，多个交替循环直至除冰完成。以上时间是依据安装在现场运行机组收集的参数，是在环境温度为-8℃确定的。如果环境温度更低除冰时工作交替次数增加，环境温度高除冰交替次数减少。
请继续参阅图4，本发明还涉及一种叶片除冰方法，包括以下步骤：
控制柜启动机组除冰命令；
变桨柜向对应的叶片内部设备供电；
启动叶片内部的风机及加热器；
根据除冰环境确定每一叶片工作时间；
叶片轮流切换升温，使内腔温度进入饱和，叶片表面开始除冰；
叶片内部温度传感器采集温度数据反馈给主机。
上述叶片轮流切换升温时，若干加热装置轮流加热，每一加热装置都加热一次作为一个交替，多次交替直至叶片内腔温度饱和。
通过上述设计，叶片除冰系统使用时：
1)改造中不用更换机组原有的滑环，交替工作加热设备所需功率小，相当于只有一台加热设备在工作，原滑环提供的电流就能满足加热设备的所需功率的使用，节约滑环成本。
(2)原来所需的繁琐控制系统用新增的加热设备所需的启、停器件实现，节约繁琐控制柜的安装。
(3)温度采集信号进入变桨系统通讯中上传到机组控制室，主机系统中能够实时显示、控制系统的运行情况，实现安全运行。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叶片除冰系统，包括若干加热装置，所述加热装置的数量与发电机叶片的数量对应，每一所述加热装置包括风机、加热器及引风管，所述风机、加热器及引风管内置于所述叶片的内腔前缘，所述加热器两端分别与所述风机及所述引风管连通，其特征在于：所述叶片除冰系统还包括控制柜、变桨柜、主机以及温度传感器，所述温度传感器的数量与所述发电机叶片的数量对应并内置于每一叶片的内腔中，所述变桨柜的数量与所述加热装置的数量对应，每一所述变桨柜与一加热装置电连接向所述加热装置供电，所述控制柜控制所述加热装置使若干所述加热装置轮流切换工作，直至所述叶片内腔温度饱和，叶片表面开始除冰，所述温度传感器收集温度数据反馈给所述主机。
2.根据权利要求1所述的叶片除冰系统，其特征在于：所述控制柜根据除冰环境确定加热装置每一次加热的时间。
3.根据权利要求1所述的叶片除冰系统，其特征在于：当叶片内温度达到40度时，叶片表面开始除冰。
4.根据权利要求1所述的叶片除冰系统，其特征在于：叶片表面开始除冰之前，若干所述加热装置轮流加热，每一所述加热装置都加热一次作为一个交替，多次交替直至所述叶片内腔温度饱和。
5.根据权利要求4所述的叶片除冰系统，其特征在于：叶片表面开始除冰后，若干所述加热装置轮流加热，每一所述加热装置都加热一次作为一个交替，直至除冰结束。
6.根据权利要求5所述的叶片除冰系统，其特征在于：叶片表面开始除冰之前，所述加热装置每次加热的时间大于叶片表面开始除冰后所述加热装置每次加热的时间。
7.根据权利要求5所述的叶片除冰系统，其特征在于：环境温度越低，除冰时工作交替次数越多，环境温度高，除冰时工作交替次数少。
8.根据权利要求1所述的叶片除冰系统，其特征在于：所述控制柜通过控制所述加热装置的开启和停止工作实现若干所述加热装置轮流切换工作。
9.一种叶片除冰方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制柜启动机组除冰命令；
变桨柜向对应的叶片内部设备供电；
启动叶片内部的风机及加热器；
根据除冰环境确定每一叶片工作时间；
叶片轮流切换升温，使内腔温度进入饱和，叶片表面开始除冰；
叶片内部温度传感器采集温度数据反馈给主机。
10.根据权利要求9所述的叶片除冰方法，其特征在于，叶片轮流切换升温时，若干所述加热装置轮流加热，每一所述加热装置都加热一次作为一个交替，多次交替直至所述叶片内腔温度饱和。
CN201911250569.2A 2019-12-09 2019-12-09 一种叶片除冰系统及方法 Pending CN111237139A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911250569.2A CN111237139A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种叶片除冰系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911250569.2A CN111237139A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种叶片除冰系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111237139A true CN111237139A (zh) 2020-06-05

Family

ID=70866567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911250569.2A Pending CN111237139A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种叶片除冰系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111237139A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4194685A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-14 General Electric Renovables España S.L. A method for operating a wind turbine and a wind turbine

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644355A1 (de) * 1996-10-25 1998-04-30 Johannes Drayer Luftstrom- (Heißgas-) Rotorblattheizung
DE19802574A1 (de) * 1998-01-23 1999-03-11 Siemens Ag Windkraftanlage und Verfahren zum Betrieb einer Windkraftanlage
CN102459891A (zh) * 2009-06-08 2012-05-16 通用电气风能(挪威)有限公司 风力动力装置和运行风力动力装置的方法
CN102562479A (zh) * 2011-11-23 2012-07-11 内蒙古航天亿久科技发展有限责任公司 一种大型风机叶片除冰系统及其方法
CN103080537A (zh) * 2010-06-24 2013-05-01 瑞能系统欧洲股份公司 转子叶片的除冰
EP3048296A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-27 Senvion GmbH Verfahren zum enteisen eines rotorblatts einer windenergieanlage
EP3203066A1 (en) * 2016-02-02 2017-08-09 General Electric Company System and method for de-icing a wind turbine rotor blade
WO2017190747A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Vestas Wind Systems A/S In hub power generation and storage for anti-icing wind turbine blades
CN207212600U (zh) * 2017-09-25 2018-04-10 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种风力发电机组叶片除冰系统
CN109281807A (zh) * 2018-10-23 2019-01-29 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种风电叶片除冰系统及其控制方法
CN109296509A (zh) * 2018-12-05 2019-02-01 周霖 用于风力发电机的叶片气热除冰系统及风力发电机
CN109611290A (zh) * 2018-12-26 2019-04-12 浙江运达风电股份有限公司 热鼓风式的风力发电机组桨叶除冰装置
CN110541796A (zh) * 2019-09-27 2019-12-06 湖南天风科技有限公司 一种具备除冰能力的风力发电叶片装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644355A1 (de) * 1996-10-25 1998-04-30 Johannes Drayer Luftstrom- (Heißgas-) Rotorblattheizung
DE19802574A1 (de) * 1998-01-23 1999-03-11 Siemens Ag Windkraftanlage und Verfahren zum Betrieb einer Windkraftanlage
CN102459891A (zh) * 2009-06-08 2012-05-16 通用电气风能(挪威)有限公司 风力动力装置和运行风力动力装置的方法
CN103080537A (zh) * 2010-06-24 2013-05-01 瑞能系统欧洲股份公司 转子叶片的除冰
CN102562479A (zh) * 2011-11-23 2012-07-11 内蒙古航天亿久科技发展有限责任公司 一种大型风机叶片除冰系统及其方法
EP3048296A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-27 Senvion GmbH Verfahren zum enteisen eines rotorblatts einer windenergieanlage
EP3203066A1 (en) * 2016-02-02 2017-08-09 General Electric Company System and method for de-icing a wind turbine rotor blade
WO2017190747A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Vestas Wind Systems A/S In hub power generation and storage for anti-icing wind turbine blades
CN207212600U (zh) * 2017-09-25 2018-04-10 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种风力发电机组叶片除冰系统
CN109281807A (zh) * 2018-10-23 2019-01-29 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种风电叶片除冰系统及其控制方法
CN109296509A (zh) * 2018-12-05 2019-02-01 周霖 用于风力发电机的叶片气热除冰系统及风力发电机
CN109611290A (zh) * 2018-12-26 2019-04-12 浙江运达风电股份有限公司 热鼓风式的风力发电机组桨叶除冰装置
CN110541796A (zh) * 2019-09-27 2019-12-06 湖南天风科技有限公司 一种具备除冰能力的风力发电叶片装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4194685A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-14 General Electric Renovables España S.L. A method for operating a wind turbine and a wind turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109281807B (zh) 一种风电叶片除冰系统及其控制方法
CN101418981B (zh) 提高变频空调低温制热量的方法
EP3193013B1 (en) Anti-icing and deicing method and device for high-power wind turbine blades
CN107100803B (zh) 基于空气加热的风机叶片防冰、除冰系统
CN204322721U (zh) 导光板丝印烘干装置
CN103277263A (zh) 超大型风力发电机组冷却系统
CN204886560U (zh) 一种用于冷轧主电机冷却风机的智能节电系统
CN207526651U (zh) 一种风力发电机组及其叶片除冰系统
CN111237139A (zh) 一种叶片除冰系统及方法
CN104632537B (zh) 风力发电机组的冷却装置、冷却系统和风力发电机组
CN206111436U (zh) 一种实现混合加热的风力发电机组除冰系统
CN103565296B (zh) 电烤箱
CN102620381A (zh) 带ptc电加热器的空调的除湿控制方法
CN203867934U (zh) 一种温控加热保湿电风扇
CN2924399Y (zh) 一种风扇式散热取暖器
CN203378451U (zh) 一种基于分区隔热加热的饼干电烤炉控制设备
CN203611687U (zh) 车用电驱暖风空调控制装置
CN207212600U (zh) 一种风力发电机组叶片除冰系统
CN206962314U (zh) 一种新型电力柜
CN110091691A (zh) 一种空调器的风机融冰控制方法、系统及空调器
CN205632017U (zh) 客车空调融雪装置
CN202524705U (zh) 智能精确送风系统
CN115478998A (zh) 一种风电机组叶片内腔气热循环除冰系统
CN107940840A (zh) 一种风机防冻加热电路及控制方法
CN203387139U (zh) 35kV站用电系统热力融冰装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200605

RJ01 Rejection of invention patent application after publication