CN213236028U - 一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统，包括齿轮箱，还包括供油装置、自然风冷散热器和强制风冷散热器，齿轮箱的油池出油口与供油装置的进油端连接，供油装置的出油端通过温控阀组与齿轮箱的油池进油口连接，供油装置的出油端还分别与自然风冷散热器的进油端和油路旁通压力阀组的进油端连接，自然风冷散热器的出油端与齿轮箱的油池进油口连接，油路旁通压力阀组的出油端与强制风冷散热器的进油端连接，强制风冷散热器的出油端与齿轮箱的油池进油口连接。本实用新型为强制风冷+自然风冷组合模式，降低全部采用强制风冷成本及维护难度，解决了全部采用自然风冷冬天超温无法使用的问题。

Description

一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统

技术领域

本实用新型涉及流体控制技术和风力发电机组的齿轮箱润滑冷却技术领域，具体涉及一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统。

背景技术

风力发电机组齿轮箱运行时产生大量的热量需要润滑冷却系统对其冷却保证发电机组正常运转。

齿轮箱润滑冷却系统是电动泵驱动齿轮箱润滑油循环，向齿轮箱各个润滑点提供满足压力、流量和清洁度要求的润滑油，在利用外界冷空气将齿轮箱运行产生的热量散热到空气中，从而达到润滑冷却效果，使得发电机组正常、稳定持续运行。目前润滑冷却系统主要有两种散热模式，一种是电机驱动风扇强制冷却，一种是利用自然界风进行冷却，但都是需要外界空气进行换热带走热量，其中强制风冷在成本和重量方面远大于自然风冷。

根据齿轮箱冷却系统散热原理，一般环境温度越低齿轮箱越不易超温(根据换热平衡公式可知，环境温度对散热器的散热性能影响最为明显，环境温度越低散热效果越好)，但是现有的齿轮箱冷却系统在环境温度低情况下运行时，常常出现齿轮箱因温度过高而报警甚至停机，使得风力发电机组无法正常发电造成经济损失。其原因是当机舱外环境温度低时(一般低于零下10℃)，齿轮箱油温达到60℃时，润滑冷却系统中的冷热-油路切换阀将润滑冷却系统冷油路(直接回齿轮箱分配器)关闭；使得所有润滑油流向散热器，而此时外界环境温度很低会将流经散热器内部的润滑油温度瞬间冷却到很低(一般会低于35℃)。由于VG320的润滑油存在温—粘特性(即油温越低润滑油的粘度越低，散热器内部阻力越大)，润滑油油温很低，散热器压阻瞬间增大，使得润滑冷却系统运行压力升高并超过润滑系统溢流阀开启力(溢流阀开启压力12bar)，润滑油通过溢流管道直接流回齿轮箱油池，齿轮箱各个润滑点得不到润滑油润滑冷却，导致齿轮箱超温。

由于目前大部分风力发电机组都分布在西北较寒冷的地区，每年冬季时就会陆续出现齿轮箱齿轮箱超温现象。主要是设计时只考虑了高温环境对散热器散热影响，忽略了低温环境对散热器的影响。

本润滑冷却系统可以满足风力发电机组在冬季和夏季两种极端温度环境条件下正常运行，同时可以减轻风机重量，降低生产成本，提升发电率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统，解决现有风力发电机组在低温环境下出现齿轮箱超温报警现象。同时满足高温环境运行要求，以及降低生产和维护成本，提升风力发电机组运行稳定性。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统，包括齿轮箱，还包括供油装置、自然风冷散热器和强制风冷散热器，齿轮箱的油池出油口与供油装置的进油端连接，供油装置的出油端通过温控阀组与齿轮箱的油池进油口连接，供油装置的出油端还分别与自然风冷散热器的进油端和油路旁通压力阀组的进油端连接，自然风冷散热器的出油端与齿轮箱的油池进油口连接，油路旁通压力阀组的出油端与强制风冷散热器的进油端连接，强制风冷散热器的出油端与齿轮箱的油池进油口连接。

如上所述的自然风冷散热器设置在风力发电机组机舱外，所述的供油装置、温控阀组、油路旁通压力阀组、强制风冷散热器和齿轮箱设置在风力发电机组机舱内。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点：

1、将现有的齿轮箱的润滑油的散热模式由原有的单独强制风冷或单独自然风冷的冷却方式优化成强制风冷+自然风冷组合模式；

2、可以满足齿轮箱在全天候环境条件下稳定运行，同时降低全部采用强制风冷成本及维护难度；

3、解决了全部采用自然风冷冬天超温无法使用的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-供油装置；2-溢流压力阀组；3-温控阀组；4-油路旁通压力阀组；5-风力发电机组机舱；6-自然风冷散热器；7-强制风冷散热器；8-齿轮箱。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统，包括齿轮箱8，还包括供油装置1、自然风冷散热器6和强制风冷散热器7，齿轮箱8的油池出油口与供油装置1的进油端连接，供油装置1的出油端通过温控阀组3与齿轮箱8的油池进油口连接，供油装置1的出油端还分别与自然风冷散热器6的进油端和油路旁通压力阀组4的进油端连接，自然风冷散热器6的出油端与齿轮箱8的油池进油口连接，油路旁通压力阀组4的出油端与强制风冷散热器7的进油端连接，强制风冷散热器7的出油端与齿轮箱8的油池进油口连接。供油装置1的溢流端通过溢流压力阀组2与齿轮箱8的油池进油口连接。

其中，自然风冷散热器6设置在风力发电机组机舱5外，其他部件(包括供油装置1、溢流压力阀组2、温控阀组3、油路旁通压力阀组4、强制风冷散热器7和齿轮箱8)设置在风力发电机组机舱5内。

本系统工作原理：

启动供油装置1，当供油装置1输出的润滑油油温低于45℃时，温控阀组3为连通状态，供油装置1输出的润滑油途径温控阀组3直接流入齿轮箱8的油池。

当供油装置1输出的润滑油油温高于60℃时，温控阀组3为关闭状态，供油装置1输出的润滑油流向强制风冷散热器7和自然风冷散热器6；

若此时环境温度低于-10℃时，自然风冷散热器6内部润滑油变得粘稠其压阻会增大，使得供油装置1的出油端的压力超过3bar，此时油路旁通压力阀组4打开，润滑油经过强制风冷散热器7进行冷却，冷却后的润滑油在进入齿轮箱8进行降温。

当环境温度从-10℃逐渐升高时，自然风冷散热器6内部润滑油慢慢变得稀疏其内部压阻也会逐渐降低，供油装置1的出油端的压力低于3bar时，油路旁通压力阀组4关闭，润滑油经过自然风冷散热器6进行冷却，冷却后的润滑油再进入齿轮箱8进行降温，此时强制风冷散热器7进入停机节能状态。

当供油装置1输出的润滑油油温大于等于45℃小于等于60度时，温控阀组3为半连通状态，供油装置1输出的润滑油油温越高，温控阀组3的导通截面积越小。

供油装置1的溢流端通过溢流压力阀组2与齿轮箱8的油池进油口连接，若系统出现堵塞或压阻，供油装置1的溢流端的油压超过12bar时，溢流压力阀组2导通，供油装置1的溢流端通过溢流压力阀组2进行卸荷，保护整个系统。

需要指出的是，本实用新型中所描述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统，包括齿轮箱(8)，其特征在于，还包括供油装置(1)、自然风冷散热器(6)和强制风冷散热器(7)，齿轮箱(8)的油池出油口与供油装置(1)的进油端连接，供油装置(1)的出油端通过温控阀组(3)与齿轮箱(8)的油池进油口连接，供油装置(1)的出油端还分别与自然风冷散热器(6)的进油端和油路旁通压力阀组(4)的进油端连接，自然风冷散热器(6)的出油端与齿轮箱(8)的油池进油口连接，油路旁通压力阀组(4)的出油端与强制风冷散热器(7)的进油端连接，强制风冷散热器(7)的出油端与齿轮箱(8)的油池进油口连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境风电齿轮箱润滑冷却系统，其特征在于，所述的自然风冷散热器(6)设置在风力发电机组机舱(5)外，所述的供油装置(1)、温控阀组(3)、油路旁通压力阀组(4)、强制风冷散热器(7)和齿轮箱(8)设置在风力发电机组机舱(5)内。

Images