CN211230724U - 一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机械设备清洗及除冰技术领域，尤其为一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，包括叶片清洗药剂储液罐、叶片除冰药剂储液罐、叶片清洗电控阀、叶片除冰电控阀、输送泵、三通、主控制器、结冰检测装置、远程监控主机、叶片位置传感器、储压罐、单向阀、输液管路、喷嘴，所述喷嘴连接有输液管路，所述输液管路通过输送管道连接在单向阀的输出端，所述单向阀的输入端通过输送管道连接在储压罐上，所述储压罐通过输送管道连接在输送泵的输出端，本实用新型通过设计主控制器对电控阀的控制，进行清洗或除冰作业药剂的选择，在一套系统内实现了两种不同科目的作业，节省了设备费用并且提高清洗与除冰作业效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械设备清洗及除冰技术领域，具体为一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统。
背景技术
风能是自然界中分布最广、蕴藏最丰富的可再生能源，是至今最重要的替代能源之一，风力发电机组是将风能转化为电能的专用装置设备，叶片是其主要部件之一，其性能的好坏直接影响风机的发电效率，在冬季，湿度大、温度低的风场，风机叶片难免出现结冰现象。叶片结冰对风机产生诸多不利影响：a、降低叶片的气动性能，导致风机发电量减少或停产；b、增加风电机组的动静载荷，改变叶轮动平衡，加速叶轮疲劳，影响寿命，对设备安全带来不利影响，此外，风电机组大多建设在山区、高地、海洋或戈壁等地区，这些地区的气候环境较差，叶片表面经常受到沙尘，昆虫等异物的附着，随着时间推移，导致叶片表面污染，降低了叶片的捕风性能。
目前主流的除冰技术主要有三种：1、利用疏水类的涂料在叶片表面涂敷，减小水与叶片表面的附着力，从而防止叶片结冰。但是，此类涂料在风场的自然环境中极易脱落，而失去效果，并且对现有风机叶片的涂敷施工复杂，实施困难，2、加热方案，一种是在叶片表面增加加热膜或类加热材料，通过供电后，使冰融化达到除冰目的。另一种是在叶片腔体中鼓吹热风，通过对叶片的加热，融化叶片表面的冰层，但是，此种技术会增加机组遭雷击的风险，且加热系统耗能巨大，除冰效率不高，增加机组的火灾风险。3、震动除冰，通过叶轮加速、减速或增加超声装置等对叶片产生震动，达到除并目的。但是，此类技术产生的震动仅在叶尖处最大，越靠近叶轮处，震动越小，除冰效果越差。以上三种除冰技术还存在对现有风电机组难以实施改造、运行成本高、系统可靠性差等问题，尤其是冬季，由于风场道路大多为非铺装路面，道路结冰后作业车辆难以到达风机所在机位，无法进行作业，此外，目前风电机组叶片的清洗还以人工清洗为主，耗时耗力，影响机组的发电效率。
综上所述，本实用新型通过设计一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统来解决存在的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，包括叶片清洗药剂储液罐、叶片除冰药剂储液罐、叶片清洗电控阀、叶片除冰电控阀、输送泵、三通、主控制器、结冰检测装置、远程监控主机、叶片位置传感器、储压罐、单向阀、输液管路、喷嘴，所述喷嘴连接有输液管路，所述输液管路通过输送管道连接在单向阀的输出端，所述单向阀的输入端通过输送管道连接在储压罐上，所述储压罐通过输送管道连接在输送泵的输出端，所述输送泵的输入端通过输送管道连接在三通的一端出口，所述三通的另外两端出口分别通过输送管道连接在叶片清洗电控阀和叶片除冰电控阀上，所述叶片清洗电控阀通过输送管道连接在叶片清洗药剂储液罐，所述叶片除冰电控阀通过输送管道连接在叶片除冰药剂储液罐，所述输送泵通过导线电性连接在主控制器，所述主控制器电性连接在结冰检测装置、远程监控主机和叶片位置传感器。
优选的，所述叶片清洗药剂储液罐和叶片除冰药剂储液罐为PP、PVC、PE聚合物材质制造，并且叶片清洗药剂储液罐和叶片除冰药剂储液罐的外壁包覆有聚氨酯泡沫制造成保温层。
优选的，所述输送泵采用多级离心泵、增压泵、管道泵、高压泵，所述输液管路为耐高压管路。
优选的，所述叶片清洗电控阀和叶片除冰电控阀均采用为电磁阀、电动阀，所述单向阀为压力开启阀并且开启压力＞6MPa。
优选的，所述远程监控主机为安装有监控软件的工控机或PC并且支持无线连接，所述储压罐采用不锈钢材质的压力容器并且耐压等级＞10MPa。
优选的，所述主控制器支持无线来接并且通过物联网通讯连接在远程监控主机上，所述主控制器分别通过导线电性连接在结冰检测装置、叶片位置传感器、叶片清洗电控阀和叶片除冰电控阀上。
优选的，所述喷嘴沿塔筒外壁垂线自上而下布置，并与输液管路并联连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，通过设计主控制器和远程监控主机对系统进行自动或远程操控，无需人员到达现场即可完成清洗与除冰作业。避免了冬季风场道路结冰无法行车的困扰。
2、本实用新型中，通过在风机塔筒外壁安装输液管和喷嘴，对风机叶片进行清洗/除冰作业，系统施工改造简单，可方便对现有风电机组进行改造。
3、本实用新型中，通过设计输送泵，向叶片喷射药剂进行作业，系统相对加热除冰方式功耗负荷小，无需增加大功率的加热系统，风机叶片无需特殊改造，不增加机组遭雷击与火灾的风险。
4、本实用新型中，通过设计喷射药剂进行作业的方式完成清洗/除冰作业过程，对叶片无震动，药剂喷射点可根据不同机型叶片进行调整，并可根据不同风场的情况设定相适应的作业程序，提高清洗与除冰作业效果。
5、本实用新型中，通过设计主控制器对电控阀的控制，进行清洗或除冰作业药剂的选择，在一套系统内实现了两种不同科目的作业，节省了设备费用。
附图说明
图1为本实用新型系统结构示意图；
图2为本实用新型的设备布置结构示意图。
图中：101-叶片清洗药剂储液罐、102-叶片除冰药剂储液罐、201-叶片清洗电控阀、202-叶片除冰电控阀、300-输送泵、301-三通、400-主控制器、500-结冰检测装置、501-远程监控主机、600-叶片位置传感器、700-储压罐、800-单向阀、900-输液管路、901-喷嘴。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：
一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，包括叶片清洗药剂储液罐101、叶片除冰药剂储液罐102、叶片清洗电控阀201、叶片除冰电控阀202、输送泵300、三通301、主控制器400、结冰检测装置500、远程监控主机501、叶片位置传感器600、储压罐700、单向阀800、输液管路900、喷嘴901，喷嘴901连接有输液管路900，喷嘴901沿塔筒外壁垂线自上而下布置，并与输液管路900并联连接，输液管路900通过输送管道连接在单向阀800的输出端，单向阀800的输入端通过输送管道连接在储压罐700上，储压罐700通过输送管道连接在输送泵300的输出端，输送泵300的输入端通过输送管道连接在三通301的一端出口，三通301的另外两端出口分别通过输送管道连接在叶片清洗电控阀201和叶片除冰电控阀202上，叶片清洗电控阀201通过输送管道连接在叶片清洗药剂储液罐101，叶片除冰电控阀202通过输送管道连接在叶片除冰药剂储液罐102，输送泵300通过导线电性连接在主控制器400，主控制器400电性连接在结冰检测装置500、远程监控主机501和叶片位置传感器600。
本实用新型工作流程：如图2，喷嘴901沿塔筒外壁垂线自上而下布置，并与输液管路900并联连接，输送泵300通过导线电性连接在主控制器400，主控制器4008电性连接在远程监控主机501上，主控制器400支持无线来接并且通过物联网通讯连接在远程监控主机501上，主控制器400分别通过导线电性连接在结冰检测装置500、叶片位置传感器600、叶片清洗电控阀201和叶片除冰电控阀202上的作用下。
叶片清洗作业；操作人员通过远程监控主机501向主控制器400发出叶片清洗作业信号，主控制器400则向风机主控发出作业停机请求信号，风机主控停机后，通过偏航调整机舱方向与喷嘴901方向一致，确保机舱中轴线与喷嘴901所在平面重合，调整叶片位置，当叶片位置传感器600探测到叶片与塔筒外壁输液管路900为同一平面时，主控制器400发出叶片清洗作业药剂选择信号，关闭叶片除冰电控阀202，打开叶片清洗电控阀201，启动输送泵300向储压罐700注入叶片清洗药剂，当储压罐700内的压力超过单向阀800的开启压力时，叶片清洗药剂通过输液管路900由喷嘴901喷射出，对叶片进行清洗作业，完成设定的清洗程序后，主控制器400向输送泵300，发出停止信号，同时向风机主控发出叶片更换信号，旋转切换到第二个叶片进行作业，如此反复，完成风机三个叶片的清洗作业。
叶片除冰作业：操作人员通过远程监控主机501或当结冰检测装置500检测到叶片结冰后，向主控制器400发出叶片除冰作业信号，主控制器400则向风机主控发出作业停机请求信号，风机主控停机后，通过偏航调整机舱方向与喷嘴901方向一致，确保机舱中轴线与喷嘴901所在平面重合，调整叶片位置，当叶片位置传感器600探测到叶片与塔筒外壁输液管路900为同一平面时，主控制器400发出叶片除冰作业药剂选择信号，关闭叶片清洗电控阀201，打开叶片除冰电控阀202，启动输送泵300向储压罐700注入叶片除冰药剂，当储压罐700内的压力超过单向阀800的开启压力时，叶片除冰药剂通过输液管路900由喷嘴901喷射出，对叶片进行除冰作业。完成设定的除冰程序后，主控制器400向输送泵300，发出停止信号，同时向风机主控发出叶片更换信号，旋转切换到第二个叶片进行作业，如此反复，完成风机三个叶片的除冰作业。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，包括叶片清洗药剂储液罐（101）、叶片除冰药剂储液罐（102）、叶片清洗电控阀（201）、叶片除冰电控阀（202）、输送泵（300）、三通（301）、主控制器（400）、结冰检测装置（500）、远程监控主机（501）、叶片位置传感器（600）、储压罐（700）、单向阀（800）、输液管路（900）、喷嘴（901），其特征在于：所述喷嘴（901）连接有输液管路（900），所述输液管路（900）通过输送管道连接在单向阀（800）的输出端，所述单向阀（800）的输入端通过输送管道连接在储压罐（700）上，所述储压罐（700）通过输送管道连接在输送泵（300）的输出端，所述输送泵（300）的输入端通过输送管道连接在三通（301）的一端出口，所述三通（301）的另外两端出口分别通过输送管道连接在叶片清洗电控阀（201）和叶片除冰电控阀（202）上，所述叶片清洗电控阀（201）通过输送管道连接在叶片清洗药剂储液罐（101），所述叶片除冰电控阀（202）通过输送管道连接在叶片除冰药剂储液罐（102），所述输送泵（300）通过导线电性连接在主控制器（400），所述主控制器（400）电性连接在结冰检测装置（500）、远程监控主机（501）和叶片位置传感器（600）。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，其特征在于：所述叶片清洗药剂储液罐（101）和叶片除冰药剂储液罐（102）为PP、PVC、PE聚合物材质制造，并且叶片清洗药剂储液罐（101）和叶片除冰药剂储液罐（102）的外壁包覆有聚氨酯泡沫制造成保温层。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，其特征在于：所述输送泵（300）采用多级离心泵、增压泵、管道泵、高压泵，所述输液管路（900）为耐高压管路。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，其特征在于：所述叶片清洗电控阀（201）和叶片除冰电控阀（202）均采用为电磁阀、电动阀，所述单向阀（800）为压力开启阀并且开启压力＞6MPa。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，其特征在于：所述远程监控主机（501）为安装有监控软件的工控机或PC并且支持无线连接，所述储压罐（700）采用不锈钢材质的压力容器并且耐压等级＞10MPa。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，其特征在于：所述主控制器（400）支持无线来接并且通过物联网通讯连接在远程监控主机（501）上，所述主控制器（400）分别通过导线电性连接在结冰检测装置（500）、叶片位置传感器（600）、叶片清洗电控阀（201）和叶片除冰电控阀（202）上。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电机组叶片清洗与除冰智能一体化系统，其特征在于：所述喷嘴（901）沿塔筒外壁垂线自上而下布置，并与输液管路（900）并联连接。
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