專利名稱：一種大型風機葉片除冰系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術領域，特別涉及一種用于風力發(fā)電機組的葉片除冰系統(tǒng)。
背景技術：
隨著世界范圍內(nèi)能源危機的爆發(fā)，風能等可再生能源得到越來越多的關注，作為提高風能利用率和發(fā)電效益的有效途徑，風力發(fā)電機單機容量不斷向大型化發(fā)展。風力發(fā)電就是把風的動能轉化為電能的一種發(fā)電方式，風力發(fā)電所需要的裝置稱作風力發(fā)電機組(一下簡稱風機)，一般包括風輪、發(fā)電機和塔筒三部分。風機的工作環(huán)境在風力資源較為豐富的室外，在空氣溫度較低或者濕度較大的情況，風機葉片上可能出現(xiàn)結霜、結冰情況。風機葉片結冰導致葉片氣動外形改變是影響風力機安全可靠性的主要因素之一，槳葉大量覆冰時，使風力機的效率降低，機組的輸出功率減小，嚴重覆冰時還將導致風力發(fā)電機組非計劃停機，影響電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，能夠有效地檢測風機葉片的結冰狀況，從而能夠及時除冰，對于風機發(fā)電系統(tǒng)意義重大?，F(xiàn)有的除冰技術及存在的不足在一種典型的風機葉片的除冰裝置中，利用不同類型風速計算出信號的偏差判定風機結冰狀況，或者通過檢測葉片質(zhì)量的變化判定風機結冰的狀況。這些檢測風電機組或葉片結冰狀況的方法，可能出現(xiàn)葉片未結冰而誤判為葉片結冰的情況出現(xiàn)，也會出現(xiàn)葉片已經(jīng)結冰但未達到嚴重程度而誤判為葉片未結冰的情況， 因此結果的可靠性較差。因此，如何提高風機中檢測葉片結冰狀況的可靠性，從而能夠及時防凍、除冰，成為本領域技術人員亟須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的是提供一種用于風機葉片的除冰系統(tǒng)，其能夠較為準確地檢測和判斷出葉片的溫度情況，并能預防葉片結冰條件出現(xiàn)，阻止葉片結冰，其除冰安全性和可靠性高并且可以大規(guī)模應用于風機葉片。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于風力發(fā)電機組的葉片除冰系統(tǒng)，包括測溫傳感器、控制系統(tǒng)、、除冰組件。除冰組件位于葉片根部，其包括進行抽風熱循環(huán)的抽風機和加熱器。所述測溫傳感器用于實時監(jiān)測所述風力發(fā)電機組的葉片的溫度值，并將所述溫度值反饋到控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)將所述溫度值和預設溫度值進行比較和計算后，控制所述抽風機和根部加熱器的動作；所述抽風機和加熱器用于在所述控制系統(tǒng)的控制下對葉片加熱升溫，從而使葉片溫度，達到清除所述葉片上的冰層的目的。該除冰系統(tǒng)還包括位于葉片前緣和后緣之間的隔板結構，隔板結構將葉片內(nèi)腔分隔為兩部分，這兩部分內(nèi)腔在葉尖處相通，抽風機和加熱器可調(diào)換地位于葉片根部的前緣和后緣處，有利于熱循環(huán)通道的形成，提高熱循環(huán)效率。測溫傳感器位于靠近葉尖部位的葉片殼體的內(nèi)部。
測溫傳感器是熱電偶或包括熱電偶和分析軟件的檢測分析元件。本發(fā)明還提供一種使用上述葉片除冰系統(tǒng)進行除冰的方法，包括如下步驟所述測溫傳感器實時監(jiān)測風力發(fā)電機組的葉片的溫度值，并將所測溫度值反饋到控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)將所測溫度值和預設溫度值進行比較和計算后，控制所述抽風機和加熱器的動作； 所述抽風機和加熱器在所述控制系統(tǒng)的控制下對葉片加熱升溫，直至葉片內(nèi)部測溫傳感器所檢測的溫度值高于預設溫度值后，加熱器對葉片停止加熱。本發(fā)明專利較先前技術存在的優(yōu)點測溫傳感器將檢測到的溫度值傳輸至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收到葉片實際溫度值后，與預設溫度值相比較，通過接收到的葉片實際溫度值與預設溫度值的匹配程度，判斷葉片的結冰狀況，預設溫度值的精確程度較高，從而保證了結冰問題的及時發(fā)現(xiàn)，提高了結冰狀況檢測的可靠性。通過控制系統(tǒng)內(nèi)的預設溫度值，可以在葉片表面溫度達到結冰點前，啟動根部加熱器和抽風機，加熱葉片，提高葉片溫度，破壞葉片表面的結冰條件，可以保持風機持續(xù)高效工作；此發(fā)明專利在葉片前后緣之間添加了隔板結構，有利于熱循環(huán)通道的形成，達到快速升高葉片溫度的目的。


圖1為本發(fā)明提供用于風力發(fā)電機組的葉片除冰系統(tǒng)具體實施方式
的原理框圖；圖2為本發(fā)明提供用于風力發(fā)電機組的葉片除冰系統(tǒng)具體實施方式
的結構示意圖；圖中所示標記如下1-抽風機；2-根部加熱器；3-空氣流向；4-測溫傳感器； 5-葉片尖部；6-葉片前緣；7-葉片隔板結構；8-葉片后緣；9-葉片；10-葉片根部。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于風力發(fā)電機組的葉片除冰系統(tǒng)，其能夠較為準確地檢測和判斷出葉片的結冰程度，具有較高的檢測可靠性。為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明所提供風力發(fā)電機組具體實施方式
的原理框圖； 圖2為本發(fā)明提供用于風力發(fā)電機組的葉片除冰系統(tǒng)具體實施方式
的示意圖。在具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的葉片除冰系統(tǒng)用于風力發(fā)電機組，該風力發(fā)電機組包括機艙、支撐機艙的塔筒和安裝于機艙上的葉片9。葉片除冰系統(tǒng)包括測溫傳感器、控制系統(tǒng)以及葉片根部抽風機和加熱器其中，測溫傳感器4用于實時監(jiān)測風力發(fā)電機組的葉片9的實際溫度值，并將所述溫度值反饋到控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)將所述實際溫度值和預設溫度值進行比較和計算后，控制抽風機和根部加熱器的動作；所述抽風機和根部加熱器用于在所述控制系統(tǒng)的控制下使葉片溫度升高，達到清除葉片9上的冰層的目的。上述測溫傳感器4可以為熱電偶，也可以為包括熱電偶和分析軟件的檢測分析元件，測溫傳感器4位于葉片的葉尖部位5，用于實時檢測葉片9的表面和內(nèi)部溫度。葉片9 表面的溫度傳感器4所包括的熱電偶將實時溫度值傳輸給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)比較預設溫度值，若溫度值低于預設溫度值時，控制系統(tǒng)2作用于葉片根部加熱器2和抽風機1，抽風機1將葉片9內(nèi)冷空氣抽出，根部加熱器2加熱的熱空氣進入，形成一個熱循環(huán)通道進行熱交換，加熱葉片9，使葉片溫度升高，去除葉片9表面冰層；在加熱過程中，葉片9內(nèi)部的測溫傳感器4將葉片9的溫度值實時傳輸給控制系統(tǒng)，若葉片實際溫度值高于預設溫度值時，控制系統(tǒng)作用于根部加熱器和抽風機，使其降低加熱功率或暫停加熱，直至葉片9內(nèi)部測溫傳感器4所檢測的溫度值高于預設溫度值后，根部加熱器對葉片9停止加熱；在葉片前緣6和葉片后緣8之間加的隔板結構7將葉片內(nèi)腔分隔為兩部分，這兩部分內(nèi)腔在葉尖處相通，有利于加熱過程中熱空氣進入，冷空氣抽出的熱循環(huán)通道的形成，達到更好的熱循環(huán)的效果。
權利要求
1.一種用于大型風力發(fā)電機組的葉片除冰系統(tǒng)，包括測溫傳感器，控制系統(tǒng)，除冰組件，其特征在于除冰組件位于葉片根部，包括進行抽風熱循環(huán)的抽風機和加熱器。
2.根據(jù)權利要求要求1所述的葉片除冰系統(tǒng)，其特征在于還包括位于葉片前緣和后緣之間的利于葉片快速升溫的隔板結構，隔板結構將葉片內(nèi)腔分隔為兩部分，這兩部分內(nèi)腔在葉尖處相通；抽風機和加熱器可調(diào)換地位于葉片根部的前緣和后緣處。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的葉片除冰系統(tǒng)，其特征在于測溫傳感器位于靠近葉尖部位的葉片殼體的內(nèi)部。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的葉片除冰系統(tǒng)，其特征在于測溫傳感器是熱電偶或包括熱電偶和分析軟件的檢測分析元件。
5.一種使用權利要求1-4任一所述葉片除冰系統(tǒng)進行除冰的方法，包括如下步驟所述測溫傳感器實時監(jiān)測風力發(fā)電機組的葉片的溫度值，并將所測溫度值反饋到控制系統(tǒng)； 控制系統(tǒng)將所測溫度值和預設溫度值進行比較和計算后，控制所述抽風機和加熱器的動作；所述抽風機和加熱器在所述控制系統(tǒng)的控制下對葉片加熱升溫，直至葉片內(nèi)部測溫傳感器所檢測的溫度值高于預設溫度值后，加熱器對葉片停止加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型風力發(fā)電機組葉片的除冰系統(tǒng)，包括測溫傳感器、控制系統(tǒng)、包括抽風機和加熱器的除冰組件，測溫傳感器置于葉片內(nèi)部的測溫傳感器實時監(jiān)測葉片溫度，將溫度信號傳輸至控制系統(tǒng)，葉片溫度過低時，控制系統(tǒng)使抽風機和加熱器作用，抽風機將冷空氣抽出，熱空氣在葉片內(nèi)部熱循環(huán)，從而升高葉片溫度，除去葉片表面冰層。本發(fā)明采用的測溫傳感器的精確程度高，可以及時發(fā)現(xiàn)葉片溫度的變化，提高了葉片結冰狀況的檢測的可靠性；根部加熱器和抽風機，可以快速升高葉片溫度，達到除去葉片冰層的目的。
文檔編號F03D11/00GK102562479SQ20111039409
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權日2011年11月23日
發(fā)明者任偉華, 侯芹芹, 胡二樂 申請人:內(nèi)蒙古航天億久科技發(fā)展有限責任公司