[发明专利]一种风机叶片除冰系统及其工作方法

说明书

本发明公开的一种风机叶片除冰系统及其工作方法，属于风力发电技术领域。包括风机出口管道、第一气路、第二气路和挡板；风机出口管道为直管，第一气路和第二气路在叶片前缘和腹板之间分层迂回排列，第一气路靠近叶片前缘设置；挡板分别于叶片前缘和腹板固定连接，挡板上开设有贯通的第一气路接口和第二气路接口；第一气路的一端与风机出口管道连接，另一端与第一气路接口连接；第二气路的一端与风机出口管道连接，另一端与第二气路接口连接；第二气路上设有阀门，叶片前缘上设有叶片前缘测温仪，腹板上设有腹板测温仪。本发明优化了风机叶片内除冰管道的结构，改善了叶片内部的传热效果，提高了除冰系统的经济性和安全性。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种风机叶片除冰系统及其工作方法。

背景技术

随着风力发电的不断发展，目前已经有许多风电场处于易凝冻的地区，当环境温度降到0℃左右，易发生结冰现象。叶片表面一旦结冰，会带来性能劣化、机械失效等问题，同时由于结冰停机会引起额外的经济损失。目前，风力发电机组除冰技术的研究大体可以分为两大类：一是热鼓风除冰技术；二是电加热除冰技术。热鼓风除冰具有技术风险可控、安装方便、无雷击风险，新装、改造都适宜等特点，因而被更广泛的采用。

现有的热鼓风除冰技术利用导热管将热风送入风机叶片内部，与叶片进行换热。在实际运行时，叶尖由于线速度较大，散热较快，因此结冰趋势较为明显。但是，在与热风进行换热时，越靠近叶尖的部位，气流温度反而越低，且由于流道变窄，气流的停留时间降低，这对于传热效果来说是极不理想的。若有严重的加热不均，还会导致叶片内部的热应力过大，加速叶片的疲劳、老化，对机组安全带来不利影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种风机叶片除冰系统及其工作方法，优化了风机叶片内除冰管道的结构，改善了叶片内部的传热效果，提高了除冰系统的经济性和安全性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种风机叶片除冰系统，包括风机出口管道、第一气路、第二气路和挡板；风机出口管道为直管，第一气路和第二气路在叶片前缘和腹板之间分层迂回排列，第一气路靠近叶片前缘设置；挡板分别于叶片前缘和腹板固定连接，挡板上开设有贯通的第一气路接口和第二气路接口；第一气路的一端与风机出口管道连接，另一端与第一气路接口连接；第二气路的一端与风机出口管道连接，另一端与第二气路接口连接；第二气路上设有阀门，叶片前缘上设有叶片前缘测温仪，腹板上设有腹板测温仪。

优选地，第一气路和第二气路分别位于叶片前缘与腹板之间的三等分位置处。

优选地，第一气路和第二气路为方波形。

进一步优选地，第一气路靠近叶片前缘的管段与叶片前缘的弯曲度匹配。

优选地，第一气路和第二气路的分布密度沿风机出口管道至挡板增大。

优选地，第一气路和第二气路迂回幅值大于30cm。

优选地，第一气路和第二气路的迂回方向相反。

优选地，风机出口管道的长度为2～3m。

本发明公开的上述风机叶片除冰系统的工作方法，包括：

风机叶片需要进行加热时，除冰气流经热风机进入风机出口管道，当叶片前缘测温仪测得的温度与腹板测温仪测得的温度之差小于预设温差值时，阀门关闭，除冰气流只在第一气路中流动换热；当叶片前缘测温仪测得的温度与腹板测温仪测得的温度之差大于等于预设温差值时，阀门开启，除冰气流分成两股分别流经第一气路和第二气路，并通过挡板上的第一气路接口和第二气路接口后再叶片内部通道混合，并向叶尖流动，到达叶尖后绕过腹板端部，进入腹板与叶片后缘所包围的空间内进行换热后，于叶根处流出叶片。

优选地，预设温差值为5℃。