CN112682278A - 风力发电机组机舱除湿系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组机舱除湿系统及方法，该系统包括：除湿装置、第一进气管道、第二进气管道、送气管道、排气管道、风量检测模块和控制模块；除湿装置安装在机舱内部，除湿装置进气口通过第一进气管道和第二进气管道与增速器或发电机所在空间和机舱外部连通，除湿装置出气口通过送气管道分别与机舱内各个设定区域连通，除湿装置排气口通过排气管道与机舱外部连通；风量检测模块用于监测增速器或发电机散热器的风量；控制模块用于根据增速器或发电机散热器的风量和除湿装置所需风量控制第一进气管道和第二进气管道的进气量。本发明的系统及方法能够将经增速器或发电机散热器吸热后形成的高温气体作为除湿装置的气源，降低除湿装置功耗。

Description

风力发电机组机舱除湿系统及方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，尤其涉及一种风力发电机组机舱除湿系统及方法。

背景技术

风能是可再生能源中发展最快的一种清洁能源，而风能的利用主要通过风力发电机组实现，风力发电作为一种环保的能源工业，在现代能源紧张的社会，越来越受到重视，对风力发电机组的投资也越来越大。

为了尽可能提高对风能的利用效率，现有的发电机组通常设置于海域附近，但由于海域附近空气所含湿度和盐度较高，为了避免空气对风力发电机组的侵蚀，需要对进入机舱的空气进行除湿处理。

目前海上风力发电机组的除湿方式主要采用由转轮除湿机从外界吸风进行过滤的方式，在具体工作过程中，除湿机内部的加热器将外界常温空气加热后输送至转轮除湿，转轮再通过管道将干燥气体输送至机舱内。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

进入除湿机内部的空气均采用外界常温空气，导致加热器的功耗较大；机舱内各个机电设备所处位置的湿度无法实现独立分区控制，造成部分干燥空气浪费，能源利用率较低。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种风力发电机组机舱除湿系统及方法。

第一方面，本发明公开了一种风力发电机组机舱除湿系统，所述系统包括：除湿装置、第一进气管道、第二进气管道、送气管道、排气管道、风量检测模块和控制模块；

所述除湿装置安装在机舱内部，所述除湿装置的进气口分别通过所述第一进气管道和所述第二进气管道与所述机舱内部的增速器或发电机所在空间和所述机舱外部连通，用于吸收经所述增速器散热器或所述发电机散热器吸热后的高温空气和外界空气，所述除湿装置的出气口通过多个所述送气管道分别与所述机舱内的各个设定区域连通，用于输送干燥空气，所述除湿装置的排气口通过所述排气管道与所述机舱外部连通，用于排出潮湿气体；

所述风量检测模块与所述控制模块连接，用于监测所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量；

所述控制模块用于根据所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量和所述除湿装置所需风量控制所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气量。

在一些可选的实施方式中，所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气端均安装有可调开关阀，所述可调开关阀与所述控制模块连接。

在一些可选的实施方式中，所述第一进气管道的进气端还安装有吸风机。

在一些可选的实施方式中，所述第二进气管道的进气端还安装有粗效过滤器。

在一些可选的实施方式中，所述除湿装置的进气口安装有盐雾过滤器。

在一些可选的实施方式中，所述系统还包括湿度检测模块；

所述机舱内的各个所述设定区域均设置有所述湿度检测模块，所述湿度检测模块与所述控制模块连接；

多个所述送气管道的出气端均安装有可调开关阀，所述可调开关阀分别与所述控制模块连接；

所述控制模块根据所述湿度检测模块的湿度检测结果控制所述可调开关阀的开度。

在一些可选的实施方式中，多个所述送气管道通过三通接头连接。

第二方面，本发明还公开了一种风力发电机组机舱除湿方法，该方法应用于上述的风力发电机组机舱除湿系统，包括：

所述风量检测模块监测所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量，并向所述控制模块发送风量信息；

所述控制模块接收所述风量信息，根据所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量和所述除湿装置所需风量的大小关系控制所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气量。

在一些可选的实施方式中，所述控制模块接收所述风量信息，根据所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量和所述除湿装置所需风量的大小关系控制所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气量，包括：

若所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量大于等于所述除湿装置所需风量，所述控制模块控制所述第一进气管道开启，控制所述第二进气管道关闭；

若所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量小于所述除湿装置所需风量，所述控制模块控制所述第一进气管道开启，并根据所述除湿装置所需风量与所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量的差值控制所述第二进气管道的开启程度。

在一些可选的实施方式中，所述方法还包括：

若某个设定区域的湿度值高于预设湿度阈值时，控制与所述某个设定区域连通的所述送气管道开启；

若某个设定区域的湿度值与预设湿度阈值的差值大于预设差值时，控制与所述某个设定区域连通的所述送气管道关闭。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的风力发电机组机舱除湿系统及方法通过设置第一进气管道和第二进气管道使除湿装置进气口分别与机舱内部的增速器或发电机所在空间和机舱外部连通，能够将风力发电机组内的经增速器散热器或发电机散热器吸热后形成的高温气体作为除湿装置的全部或部分气源，显著降低除湿装置的功耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的风力发电机组机舱除湿系统的结构示意图；

图2为图1的A向视图；

图3为图1的B向视图；

图4为图3中I区域的放大视图；

图5为本发明一实施例的风力发电机组机舱除湿方法的流程图。

附图标记说明：

1-除湿装置、101-进气口、102-出气口、103-排气口、2-第一进气管道、3-第二进气管道、4-送气管道、5-排气管道、6-散热器、7-可调开关阀、8-吸风机、9-粗效过滤器、10-盐雾过滤器、11-三通接头、12-连接法兰、13-湿度检测模块、14-管道支架、15-固定支架、16-机舱、17-机舱电气柜、18-机组主传动设备、19-塔筒、20-轮毂。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

第一方面，参见图1-4，本发明一实施例提供了一种风力发电机组机舱除湿系统，该系统包括：除湿装置、第一进气管道、第二进气管道、送气管道、排气管道、风量检测模块和控制模块；除湿装置安装在机舱内部，除湿装置的进气口分别通过第一进气管道和第二进气管道与机舱内部的增速器或发电机所在空间和机舱外部连通，用于吸收经增速器散热器或发电机散热器吸热后的高温空气和外界空气，除湿装置的出气口通过多个送气管道分别与机舱内的各个设定区域连通，用于输送干燥空气，除湿装置的排气口通过排气管道与机舱外部连通，用于排出潮湿气体；风量检测模块与控制模块连接，用于监测增速器散热器或发电机散热器的风量；控制模块用于根据增速器散热器或发电机散热器的风量和除湿装置所需风量控制第一进气管道和第二进气管道的进气量。

其中，各个设定区域包括但不限于：机舱电气柜所在区域、机组主传动设备所在区域、机舱与塔筒接口处和机舱与轮毂接口处。

具体地，当机舱内存在设定区域的湿度值大于预设湿度阈值而需要启动该风力发电机组机舱除湿系统，以降低该设定区域的湿度时，先利用风量检测模块实时监测机舱内增速器散热器或发电机散热器的风量，并向控制模块发送风量信息，控制模块接收风量信息，根据风量信息中记录的增速器散热器或发电机散热器的风量和除湿装置所需风量的大小关系控制第一进气管道和所述第二进气管道的进气量；当增速器散热器或发电机散热器的风量大于等于除湿装置所需风量时，控制模块控制第一进气管道开启，控制第二进气管道关闭；当增速器散热器或发电机散热器的风量小于除湿装置所需风量，控制模块控制第一进气管道开启，并根据除湿装置所需风量与增速器散热器或发电机散热器的风量的差值控制第二进气管道的开启程度；而后除湿装置对吸入的气体进行加热干燥处理，并通过出气口和相应的送气管道将干燥气体送至设定区域，同时通过排气口和排气管道将残余的潮湿气体排出机舱外部。

本发明一实施例提供的风力发电机组机舱除湿系统通过设置第一进气管道和第二进气管道使除湿装置进气口分别与机舱内部的增速器或发电机所在空间和机舱外部连通，能够将风力发电机组内的经增速器散热器或发电机散热器吸热后形成的高温气体作为除湿装置的全部或部分气源，显著降低除湿装置的功耗。

可选的，为了方便控制模块对第一进气管道和第二进气管道的进气量进行控制，第一进气管道和第二进气管道的进气端均安装有可调开关阀，可调开关阀与控制模块连接。

如此，控制模块通过调节可调开关阀的开度能够实现第一进气管道和第二进气管道的进气量控制。

进一步地，考虑到若机舱内部的增速器或发电机所在空间与除湿装置所在位置的距离较大时，除湿装置对增速器或发电机所在空间的气体吸力较小。为此，本发明一实施例中，第一进气管道的进气端还可以安装有吸风机。

进一步地，考虑到机舱外部的空气均是未经过处理的空气，若除湿装置直接利用第二进气管道吸取机舱外部的空气，在长时间工作的情况下，空气中包含的各种杂质可能会导致除湿装置受损或管道堵塞。为此，本发明一实施例中，第二进气管道的进气端还可以安装有粗效过滤器。

可选的，本发明一实施例中，第二进气管道安装的粗效过滤器与可调开关阀可以采用一体化设计，即直接在第二进气管道的进气端安装带有可调开关阀的粗效过滤器。

进一步地，为了增加该除湿系统对盐雾的滤除效果，本发明一实施例中，除湿装置的进气口可以安装有盐雾过滤器，盐雾过滤器用于滤除进入除湿装置的气体中包含的盐雾。

可选的，参见图4，为了方便第一进气管道和第二进气管道与除湿装置进气口的连接，本发明一实施例中，第一进气管道与第二进气管道可以通过三通接头与除湿装置进气口连通。

进一步地，为了方便三通接头与除湿装置进气口及盐雾过滤器的连接，本发明一实施例中，三通接头中用于连接除湿装置进气口的一端上可以设置有连接法兰，连接法兰例如可以为方接圆法兰。

进一步地，参见图1-3，本发明一实施例中，该系统还可以包括湿度检测模块；机舱内的各个设定区域均设置有湿度检测模块，湿度检测模块与控制模块连接；多个送气管道的出气端均安装有可调开关阀，可调开关阀分别与控制模块连接；控制模块根据湿度检测模块的湿度检测结果控制可调开关阀的开度。

其中，湿度检测模块可以采用湿度检测探头。

具体地，当湿度检测模块检测到某个设定区域的湿度值高于预设湿度阈值时，控制模块控制与该某个设定区域连通的送气管道开启；当湿度检测模块检测到某个设定区域的湿度值与预设湿度阈值的差值大于预设差值时，控制模块控制与该某个设定区域连通的送气管道关闭。

其中，预设湿度阈值和预设差值可以根据实际情况进行确定。

如此设置，能够实现机舱内各个设定区域湿度的独立控制，满足机舱内各个设定区域的不同湿度要求。

进一步地，当机舱内所有设定区域的湿度值与预设湿度阈值的差值均大于预设差值时，关闭除湿装置。

如此设置，既能在所有设定区域的湿度值均满足要求时停止除湿装置的运行，以减少不必要的能源消耗，又能避免除湿装置在设定湿度阈值处频繁启动造成电机等设备故障。

可选的，为了方便多个送气管道与除湿装置出气口的连接，本发明一实施例中，用于连通各个设定区域的多个送气管道可以通过三通接头进行连接。

进一步地，多个送气管道可以通过管道支架固定在机舱内部。

其中，管道支架例如可以包括角钢支架和卡箍。

可选的，本发明一实施例中，除湿装置可以采用转轮除湿机，且除湿装置可以通过固定支架安装在机舱内部。

其中，除湿装置的具体安装位置可以根据风力发电机组实际结构进行确定，以便于管道的布置。

进一步地，第一进气管道、第二进气管道、送气管道、排气管道的具体布置位置可以根据除湿装置的具体安装位置和风力发电机组实际结构进行确定，以在便于管道安装布置的同时，避免管道与机舱内的其他部件发生干涉。

可选的，本发明一实施例中，控制模块例如可以为工控机。

第二方面，参见图5，本发明一实施例还提供了一种风力发电机组机舱除湿方法，该方法应用于上述的风力发电机组机舱除湿系统，包括：

风量检测模块监测增速器散热器或发电机散热器的风量，并向控制模块发送风量信息；

控制模块接收风量信息，根据增速器散热器或发电机散热器的风量和除湿装置所需风量的大小关系控制第一进气管道和第二进气管道的进气量。

具体地，控制模块接收风量信息，根据增速器散热器或发电机散热器的风量和除湿装置所需风量的大小关系控制第一进气管道和第二进气管道的进气量，可以包括：

若增速器散热器或发电机散热器的风量大于等于除湿装置所需风量，控制模块控制第一进气管道开启，控制第二进气管道关闭；

若增速器散热器或发电机散热器的风量小于除湿装置所需风量，控制模块控制第一进气管道开启，并根据除湿装置所需风量与增速器散热器或发电机散热器的风量的差值控制第二进气管道的开启程度。

如此，能够将风力发电机组内的经增速器散热器或发电机散热器吸热后形成的高温气体作为除湿装置的全部或部分气源，显著降低除湿装置的功耗。

进一步地，本发明一实施例中，该风力发电机组机舱除湿方法还可以包括：

若某个设定区域的湿度值高于预设湿度阈值时，控制与某个设定区域连通的送气管道开启；

若某个设定区域的湿度值与预设湿度阈值的差值大于预设差值时，控制与某个设定区域连通的送气管道关闭。

如此，能够实现机舱内各个设定区域湿度的独立控制，满足机舱内各个设定区域的不同湿度要求。

进一步地，本发明一实施例中，该风力发电机组机舱除湿方法还可以包括：

当机舱内的所有设定区域的湿度值与预设湿度阈值的差值均大于预设差值时，关闭除湿装置。

如此设置，既能在所有设定区域的湿度值均满足要求时停止除湿装置的运行，以减少不必要的能源消耗，又能避免除湿装置在设定湿度阈值处频繁启动造成电机等设备故障。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组机舱除湿系统，其特征在于，包括：除湿装置、第一进气管道、第二进气管道、送气管道、排气管道、风量检测模块和控制模块；

所述除湿装置安装在机舱内部，所述除湿装置的进气口分别通过所述第一进气管道和所述第二进气管道与所述机舱内部的增速器或发电机所在空间和所述机舱外部连通，用于吸收经所述增速器散热器或所述发电机散热器吸热后的高温空气和外界空气，所述除湿装置的出气口通过多个所述送气管道分别与所述机舱内的各个设定区域连通，用于输送干燥空气，所述除湿装置的排气口通过所述排气管道与所述机舱外部连通，用于排出潮湿气体；

所述风量检测模块与所述控制模块连接，用于监测所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量；

所述控制模块用于根据所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量和所述除湿装置所需风量控制所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气量。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组机舱除湿系统，其特征在于，所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气端均安装有可调开关阀，所述可调开关阀与所述控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组机舱除湿系统，其特征在于，所述第一进气管道的进气端还安装有吸风机。

4.根据权利要求2所述的风力发电机组机舱除湿系统，其特征在于，所述第二进气管道的进气端还安装有粗效过滤器。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组机舱除湿系统，其特征在于，所述除湿装置的进气口安装有盐雾过滤器。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组机舱除湿系统，其特征在于，所述系统还包括湿度检测模块；

所述机舱内的各个所述设定区域均设置有所述湿度检测模块，所述湿度检测模块与所述控制模块连接；

多个所述送气管道的出气端均安装有可调开关阀，所述可调开关阀分别与所述控制模块连接；

所述控制模块根据所述湿度检测模块的湿度检测结果控制所述可调开关阀的开度。

7.根据权利要求1所述的风力发电机组机舱除湿系统，其特征在于，多个所述送气管道通过三通接头连接。

8.一种风力发电机组机舱除湿方法，所述方法应用于权利要求1至8中任一项所述的风力发电机组机舱除湿系统，包括：

所述风量检测模块监测所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量，并向所述控制模块发送风量信息；

所述控制模块接收所述风量信息，根据所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量和所述除湿装置所需风量的大小关系控制所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气量。

9.根据权利要求8所述的风力发电机组机舱除湿方法，其特征在于，所述控制模块接收所述风量信息，根据所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量和所述除湿装置所需风量的大小关系控制所述第一进气管道和所述第二进气管道的进气量，包括：

若所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量大于等于所述除湿装置所需风量，所述控制模块控制所述第一进气管道开启，控制所述第二进气管道关闭；

若所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量小于所述除湿装置所需风量，所述控制模块控制所述第一进气管道开启，并根据所述除湿装置所需风量与所述增速器散热器或所述发电机散热器的风量的差值控制所述第二进气管道的开启程度。

10.根据权利要求8所述的风力发电机组机舱除湿方法，其特征在于，所述方法还包括：

若某个设定区域的湿度值高于预设湿度阈值时，控制与所述某个设定区域连通的所述送气管道开启；

若某个设定区域的湿度值与预设湿度阈值的差值大于预设差值时，控制与所述某个设定区域连通的所述送气管道关闭。

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