CN209164011U - 空气调节装置和海上风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空气调节装置和海上风力发电机组，该空气调节装置包括：通风机，设置于海上风力发电机组的塔筒内；进风管，进风管的一端连接于通风机的入口，进风管的另一端设置于塔筒内的待通风区；出风管，出风管的一端连接于通风机的出口，出风管的另一端暴露于塔筒的外部；补风管，补风管的一端暴露于塔筒的外部；盐雾过滤器，设置于塔筒内，补风管的另一端连接到盐雾过滤器，外部空气通过补风管经由盐雾过滤器排放到待通风区。根据本实用新型的空气调节装置，可有效地将海上风力发电机组的塔筒内的有害气体排出，同时吸入外部新鲜空气，还可以对塔筒内部进行降温，以保护海上风力发电机组运维人员。

Description

空气调节装置和海上风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电领域，具体来说，涉及一种空气调节装置和设置有该空气调节装置的海上风力发电机组。

背景技术

风能资源是清洁的可再生资源，风力发电是新能源中技术最成熟、开发条件最具规模的发电方式之一。我国近海风资源预计可达7.5亿KW，是陆上风资源的3倍。沿海地区人口密集，经济发达，用电负荷高，十分必要推进海上风力的开发建设。

海上风力发电机组由于其特殊的风场环境，变压器需要放置于塔筒内部，而变压器的六氟化硫开关装置存在六氟化硫泄露的风险。六氟化硫是一种无色、无味、无毒的气体，但其密度是空气的五倍，易沉积于低洼处，浓度过大时容易使人窒息，海上机组人员进入塔筒底段运维时有生命安全威胁。

而且，根据我国海域地质条件及海上风电建设经验，单桩基础形式对于渤海和东海部分地区表层淤泥较薄时的水深和地质条件是较为合理的基础结构形式。但单桩塔筒扎入海床，塔筒底段内会堆积海底淤泥和进入少量海水，淤泥中的厌氧生物在长期缺氧情况下会产生硫化氢气体。硫化氢气体是一种无色、易燃的酸性气体，密度大于空气，能溶于水，受热时又能从水中溢出，有剧毒性。海上风力发电机组人员进入塔筒运维时具有生命安全威胁，同时，硫化氢酸性气体对于电器件和机械部件也具有腐蚀性。

另外，由于海上风力发电机组整体的密封性好，海上风力发电机组内电控柜、电缆长时间满发工况下发热，所以塔筒内环境温度较高。

实用新型内容

为了解决现有海上风力发电机组的塔筒底部存在大量有害气体以及塔筒内环境温度较高等技术问题，本实用新型提供一种空气调节装置和海上风力发电机组。

本实用新型提供一种空气调节装置，该空气调节装置包括：通风机，设置于海上风力发电机组的塔筒内；进风管，进风管的一端连接于通风机的入口，进风管的另一端设置于塔筒内的待通风区；出风管，出风管的一端连接于通风机的出口，出风管的另一端暴露于塔筒的外部；补风管，补风管的一端暴露于塔筒的外部；盐雾过滤器，设置于塔筒内，补风管的另一端连接到盐雾过滤器，外部空气通过补风管经由盐雾过滤器排放到待通风区。

根据本实用新型的一个优选实施方式，待通风区可位于塔筒的底部，盐雾过滤器可设置于塔筒的底段筒壁上。

根据本实用新型的一个优选实施方式，盐雾过滤器的滤芯可以为抽拉式滤芯。

根据本实用新型的一个优选实施方式，空气调节装置还可包括安装在塔筒内用于检测待通风区的有害气体的有害气体测试仪。

根据本实用新型的一个优选实施方式，有害气体测试仪可以是硫化氢测试仪或六氟化硫测试仪，或者是同时检测硫化氢和六氟化硫的测试仪。

根据本实用新型的一个优选实施方式，空气调节装置还可包括用于控制通风机的操作的主控器。

根据本实用新型的一个优选实施方式，空气调节装置还可设有用于感测待通风区的温度的温度传感器。

根据本实用新型的一个优选实施方式，主控器和通风机可设置于塔筒内的同一个主控平台上。

根据本实用新型的一个优选实施方式，有害气体测试仪可安装于通风机上。

本实用新型还提供一种海上风力发电机组，该海上风力发电机组包括上述空气调节装置。

根据本实用新型的空气调节装置，可有效地将海上风力发电机组的塔筒内的有害气体排出，同时吸入外部新鲜空气，还可以对塔筒内部进行降温，以保护海上风力发电机组运维人员。

附图说明

图1是安装有本实用新型的实施例1的空气调节装置的海上风力发电机组的部分示意图；

图2是安装有本实用新型的实施例2的空气调节装置的海上风力发电机组的部分示意图；

图3是示出本实用新型的实施例2的空气调节装置的主要结构的示意图；

图4是使用本实用新型的空气调节装置进行换气的工作流程图。

符号说明

1 空气调节装置

11 通风机

12 进风管

13 出风管

14 补风管

15 盐雾过滤器

151 滤芯

16 有害气体测试仪

161 传感器探头

17 主控器

2 塔筒

21 主控平台

22 底段平台

23 底段筒壁

24 竖隔板

具体实施方式

本实用新型通过在海上风力发电机组的塔筒内设置空气调节装置，从而可有效地将海上风力发电机组的塔筒内(尤其是塔筒底部)的有害气体排出，同时吸入外部新鲜空气；还可以对塔筒内部进行降温，以保护海上风力发电机组运维人员。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细的描述。在整个说明书中，相同的标号始终指示相同的部件。

实施例1

以下，参照图1对本实用新型的实施例1进行详细描述。图1是安装有本实用新型的实施例1的空气调节装置的海上风力发电机组的部分示意图。

如图1所示，空气调节装置1包括通风机11、进风管12、出风管13、补风管14和盐雾过滤器15。其中，通风机11设置于海上风力发电机组的塔筒2内。具体来说，通风机11设置于塔筒2内的主控平台21上，但本实用新型不限于此，通风机11可以设置在任意合适的位置。另外，进风管12的一端连接于通风机11的入口，进风管12的另一端设置于塔筒2内的待通风区。在本实施例中，考虑到海上机组人员从塔筒2的底段进入，因此待通风区设置在塔筒2的底部，但本实用新型不限于此。另外，出风管13的一端连接于通风机11的出口，出风管13的另一端暴露于塔筒2的外部。补风管14的一端暴露于塔筒2的外部。盐雾过滤器15设置于塔筒2内，补风管14的另一端连接到盐雾过滤器15，外部空气通过补风管14经由盐雾过滤器15排放到待通风区。

通过这样的设置，当启动通风机11时，塔筒2底部的气体从进风管12进入，经由出风管13被排除到塔筒2的外部。与此同时，由于塔筒2底部形成负压，因此，塔筒2外部的新鲜空气受到负压影响通过补风管14流到盐雾过滤器15，经盐雾过滤器15过滤后被排放到塔筒2的底部。由此，完成塔筒2内的换气工作。

通过本实施例，可以有效地将海上风力发电机组的塔筒底部的有害气体排出，同时吸入外部新鲜空气，以保证海上风力发电机组运维人员的人身安全。

实施例2

以下，参照图2和图3对实施例2的空气调节装置的结构进行详细说明。其中，图2是安装有本实用新型的实施例2的空气调节装置的海上风力发电机组的部分示意图，图3是示出本实用新型的实施例2的空气调节装置的主要结构的示意图。

如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，空气调节装置1还包括用于控制通风机11工作的主控器17，主控器17与通风机11设置于塔筒2内的同一个主控平台21上。另外，空气调节装置1还包括具有传感器探头161的有害气体测试仪16，有害气体测试仪16安装于通风机11上，例如，安装在通风机11的固定支架上，传感器探头161安装于塔筒2的底段平台22上。在本实施例中，有害气体测试仪16为硫化氢测试仪，但本实用新型不限于此，有害气体测试仪16可以用于检测风电机组内任何对人身或电控元器件有危害的多种有害气体，例如，有害气体测试仪16还可以是六氟化硫测试仪，或者是同时检测硫化氢和六氟化硫的测试仪。

更具体地说，如图3所示，本实施例的盐雾过滤器15设置于塔筒2的底段筒壁23上。盐雾过滤器15的滤芯151为抽拉式滤芯。可选地，出风管13与补风管14通过竖隔板24而与塔筒2的外部连通，这种情况下，出风管13的出口和补风管14的入口可按照不同的角度设置，以防止通过出风管13的出口排放的空气与进入到补风管14的入口的空气相互干扰。

当有害气体检测仪16监测到塔筒2的底部的有害气体达到上限浓度时，有害气体检测仪16输入信号给主控器17，主控器17控制通风机11开始运行，塔筒2的底部的有害气体通过进风管12经由出风管13被排放到塔筒2的外部。同时，塔筒2外部的新鲜空气受到塔筒2内负压影响通过补风管14流到盐雾过滤器15，经过滤后被排放到塔筒2的底部。当有害气体检测仪16监测到有害气体浓度低于下限浓度时，有害气体检测仪16输入信号给主控器17，主控器17控制通风机11停止工作。如此，与未设置控制器而采用手动控制的实施例1相比，可以实现自动化控制。

另外，虽然未图示，但本实用新型的空气调节装置优选地设有用于感测待通风区的温度的温度传感器。当待通风区的温度超过阈值温度时，主控器17控制通风机11开启，开始通风降温。

通过上述设置，使得整个空气调节装置1的结构更加紧凑，各个风管走线清晰无交叉、盐雾过滤器15运维更加方便。

具体来说，在平价上网的大趋势下，风电全生命周期度电成本下降成为必然，海上风力发电机组成本在风电成本构成中占40％左右，海上风力发电机组成本这一因素对度电成本下降发挥着举足轻重的作用。而海上风力发电机组及环境控制系统中采用的多功能环控系统成本较高，对于塔筒内不需要另行配置散热及除湿系统的海上风力发电机组来说，这样的过余配置会增加整机机组的成本。而本实用新型的空气调节装置1不设置散热风机、用于散热的进风管、除湿部等散热除湿系统，因此，结构更加简单，极大地降低了成本。

另外，传统的过滤系统设置在风箱内，每次运维时需要打开风箱进行清理或更换过滤器，因此操作不便，无法满足海上风力发电机组出海运维周期长、作业时间短的特殊需求。而本实用新型的空气调节装置1的盐雾过滤器15的滤芯151设置为抽拉式更换滤芯，因此操作简单、便捷。

另外，在本实用新型的空气调节装置1中，与塔筒2的外部连通的补风管14直接连接于盐雾过滤器15，因此，外部新风仅通过补风管14和盐雾过滤器15就直接被排放到塔筒2内，最大限度降低了阻力。

下面结合图4，对使用本实用新型的空气调节装置进行换气的工作流程进行详细说明。

如图4所示，本实用新型的空气调节装置的工作流程可以分为三种模式。

模式1

如图4左侧部分所示，在步骤S11中，有害气体检测仪16监测塔底有害气体。当有害气体检测仪16监测到塔底有害气体达到设置浓度D1时，则进入步骤S12，有害气体检测仪16输入信号给主控器17，主控器17控制通风机11开启。然后，进入步骤S13，使通风机11运行t1小时，直到有害气体检测仪16监测到有害气体浓度低于D2。然后，进入步骤S14，主控器17使通风机11再运行t2小时后停止。

模式2

如图4中间部分所示，在步骤S21中，有害气体检测仪16持续监测塔底有害气体。如果持续M个月一直未能监测到塔底有害气体信号或者监测到的有害气体浓度未能达到设置浓度D1时，则进入步骤S22，主控器17强行启动通风机11开启。然后，进入步骤S23，使通风机11运行t3小时后停止。

模式3

如图4右侧部分所示，在步骤S31中，运维人员进入塔筒2内。然后，进入步骤S32。在步骤S32中，运维人员强制启动通风机11。然后，进入步骤S33中，通风机11运行t4小时。然后，运维人员使通风机11停机。最后，运维人员可以进入塔筒2底部的运维平台。

综上所述，根据本实用新型提供的空气调节装置具有以下优点：本实用新型可以应用于海上风力发电机组排放塔底有害气体，保证机组运维人员工作环境安全；本实用新型可以用作塔底内环境温度较高时，机组运维人员进入机组前的空气循环冷却系统，通过通风机开启一段时间后，除了可以排放有害气体到机组外部，还能引入外部过滤后的新风冷却塔底，形成一个小的环境控制系统；本实用新型的风管走线路线清晰，无过多弯头、交差走线等问题，最大限度地降低了风管阻力；本实用新型的盐雾过滤器拆卸更换方便，抽拉式滤芯更换适用于海上风力发电机组出海运维时间短，操作作业量小的需求。

虽然结合上述实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型不限于上述实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims (10)

1.一种用于海上风力发电机组的空气调节装置，其特征在于，所述空气调节装置包括：

通风机(11)，设置于所述海上风力发电机组的塔筒(2)内；

进风管(12)，所述进风管(12)的一端连接于所述通风机(11)的入口，所述进风管(12)的另一端设置于所述塔筒(2)内的待通风区；

出风管(13)，所述出风管(13)的一端连接于所述通风机(11)的出口，所述出风管(13)的另一端暴露于所述塔筒(2)的外部；

补风管(14)，所述补风管(14)的一端暴露于所述塔筒(2)的外部；

盐雾过滤器(15)，设置于所述塔筒(2)内，所述补风管(14)的另一端连接到所述盐雾过滤器(15)，外部空气通过所述补风管(14)经由所述盐雾过滤器(15)排放到所述待通风区。

2.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述待通风区位于所述塔筒(2)的底部，所述盐雾过滤器(15)设置于所述塔筒(2)的底段筒壁(23)上。

3.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述盐雾过滤器(15)的滤芯(151)为抽拉式滤芯。

4.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述空气调节装置还包括安装在所述塔筒(2)内用于检测所述待通风区的有害气体的有害气体测试仪(16)。

5.根据权利要求4所述的空气调节装置，其特征在于，所述有害气体测试仪(16)是硫化氢测试仪或六氟化硫测试仪，或者是同时检测硫化氢和六氟化硫的测试仪。

6.根据权利要求4所述的空气调节装置，其特征在于，所述空气调节装置还包括用于控制所述通风机(11)的操作的主控器(17)。

7.根据权利要求1所述的空气调节装置，其特征在于，所述空气调节装置还设有用于感测所述待通风区的温度的温度传感器。

8.根据权利要求6所述的空气调节装置，其特征在于，所述主控器(17)和所述通风机(11)设置于所述塔筒(2)内的同一个主控平台(21)上。

9.根据权利要求5所述的空气调节装置，其特征在于，所述有害气体测试仪(16)安装于所述通风机(11)上。

10.一种海上风力发电机组，其特征在于，所述海上风力发电机组包括如权利要求1～9中任一项所述的空气调节装置。