风力发电机冷却系统结构的改进

发表时间:2020/8/10   来源:《中国电业》2020年第8期   作者:魏永红
[导读] 在对风力发电机冷却系统结构进行改进时,要结合风力发电系统的发展方向以及发展前景对发电系统进行多方位的优化。
        摘要:为了保证风力发电机冷却系统能够在实际中发挥其应有的价值和效果,相关工作人员要定期对风力发电及冷却系统的运行情况进行有效的排查以及维修,结合风力发电机冷却系统的结构和组成提出针对性的维护方案,并且还要结合实际工作需求以及工作要求,对风力发电机冷却系统的结构进行有效的改进和优化,不仅可以保证风力发电机冷却系统的平稳运行,还可以提高实际的运行效率。
关键词:风力发电机;冷却系统:改进

        在对风力发电机冷却系统结构进行改进时,要结合风力发电系统的发展方向以及发展前景对发电系统进行多方位的优化。风力发电机作为风力发电系统中的重要组成部分,运行效率的高低对风力发电系统的影响作用是比较突出的,因此为了有效的降低在风力发电机冷却系统运行过程中所产生的能源消耗,相关工作人员要加强对风力发电机冷却系统改进的重视程度,运用科学合理的技术来开展日常的工作。
        一、风力发电机冷却方式分析
        在对风力发电机冷却系统进行改进时,要明确风力发电机冷却的方式,结合这些冷却方式在实际运用的过程中的不足之处提出针对性的改进措施,从整体上提高风力发电机冷却系统改进的效果。
        (一)空-空冷却方式
        这种冷却方式主要是指利用空气和风力发电机设备直接进行热的交换,从而达到预期的冷却效果,首先在实际工作的过程中要通过自然通风来进行冷却,主要是指冷却装置周边并没有设置任何的冷却设备,整个装置是完全暴露在空气中的,是通过空气的自然流通将热量进行散发。由于发电机等放置是处于封闭的机舱内部的,所以这种自然通风的方式无法进行有效的冷却,只有在散热量不大的部件中才可以通过自然通风的方式来进行冷却,从而达到预定的冷却效果[1]。其次是强制风冷,主要是指在自然通风无法满足实际工作需求后,在设备的周边配上一些空气冷却器,空气冷却器可以将空气和外部环境进行过热的交换,从而达到设备内部的良好冷却效果。
        这种冷却效果被广泛的用于功力较低和变频器的冷却系统中,整个系统的运行结构是相对来说较为简单的,并且成本投入较少,也方便工作人员后期的维护,然而这种制冷效果对周边气温影响较大,并且在实际工作的过程中还要保持机舱内的正常通风,假如遇到一些雨水天气的话,雨水在侵蚀了内部部件之后,很容易导致机组无法正常运行。
        (二)液-液-空的冷却方式
        这种冷却方式主要是由两个独立的冷却系统而组成的,在这种冷却方式应用于大功率齿轮箱的过程中,齿轮箱内部高温润滑油通过机械泵进入到外循环中进行过热交换,随着冷却液温度的不断增加,外循环的泵站会随着温度的变化而快速的启动,将高温冷却液送入到外部的换热器中,实现过热交换,通过冷却风扇可以强制性地降低冷却液的温度,并且也可以通过后续的热交换来降低润滑油的温度[2]。这种冷却方式中的两套回路的正常运行离不开润滑油和冷却液,液体和液体的过热方式的效果是明显高于液体和空气的冷却方式的,所以这种冷却方式被广泛地运用于大功率,齿轮箱的冷却系统中。
        以上就是有关风力发电机冷却方式的介绍,在对风力发电机冷却系统结构进行改进时,要结合实际工作需求以及要求,从冷却方式入手提出有效的改进方案,提高风力发电机冷却系统的效果。


        二、风力发电机冷却系统结构的改进方式
        (一)改进思路
        在对风力发电机冷却系统结构进行改进时,可以分为巷道内气流冷却系统和利用风力自冷却系统两个重要组成部分,在进行改进时要结合以往风力发电机冷却系统的组成,摒弃传统,运用发电机轴上安装风液冷却的思路,这样一来可以从整体上提高改进的效果和冷却系统的运行效率[3]。例如东方电气能源设计有限公司所设计的2MW风力发电机冷却系统,有效地降低了电能的消耗,并且科学合理地运用了气流流动原理和地面温度变化的规律,实现持续性供冷源的工作效果,在一定程度上节约了不必要能源的浪费。在实际改进的过程中,相关工作人员要科学合理的利用引风机,将巷道中的恒定冷空气通过送风管输送到螺旋盘管中,之后,再通过排热孔将热量进行完全的排出,另外还要设置清晰的风向标,通过电机摆动支架而带动风罩来自动化的寻找风向,利用自然风实现良好的降温效果。在改造之后的冷却系统相比于传统的冷却技术来说,每年电量的消耗得到了有效的降低,实现了节能的效果。例如锡林郭勒盟矿井,在对风力发电及冷却系统进行改进等过程中,将井下的冷空气输送到了发电机冷却系统中,从而实现了过热的交换,并且在后续运行的过程中取得了良好的应用效果。即使在寒冷的冬天也可以对发电机起到一个良好的防寒保温效果,所以相关工作人员在对风力发电机冷却系统进行改进时,可以从这一案例入手,对实际风力发电机冷却系统的改进方案进行不断的优化以及调整,从而使得风力发电机冷却系统的结构能够更加的优化。
        (二)振动的优化
        在对风力发电机冷却系统进行优化时,相关工作人员要科学合理地进行振动优化,从而提高风力发电机冷却系统的可靠性以及稳定性。两个离心式的风扇要并排安装在风力发电机冷却系统的一端,并且要安装一些小电机的驱动方式,从而实现良好的改进效果。在进行驱动小电机独立安装工作之前要进行反复的测试,并且在实际工作的过程中要全面的排除小电机本身振动超差的原因,相关工作人员要从风力发电机冷却系统的结构以及装置入手明确小电机本身振动较差的原因以及重要的影响因素,在解决风力发电机冷却系统和驱动电机共振问题中,要适当的改变风扇的系统结构和钢度,对风扇结构的固有频率进行有效的控制,并且在后续工作的过程中要错开电机的频率,相关工作人员要通过实验来取得良好的改进效果。在实际工作的过程中,工作人员可以在原有冷却系统设计的基础上,在风扇和风力发电机冷却系统的上端增加两个支撑筋,从而保证风扇的正常运行,其次,在改造的过程中,还可以在风扇和风力发电机冷却系统中焊接一个加强板,防止风扇在后续运行的过程中出现较高的电机振动频率。在对风力发电机冷却系统进行振动优化之后,工作人员还要进行模拟性的实验,对优化效果和在优化中很有可能出现的问题进行深入的分析以及研究,对一些细节性的问题进行良好的把控,从而使得改造后的风力发电机冷却系统能够更加平稳和正常的运行,满足实际工作的需求。
结束语:
        在对风力发电机冷却系统结构进行改进和优化时,要结合风力发电机组的组成以及重要的工作部位,明确风力发电机的冷却方式和在冷却过程中很有可能出现的问题,掌握核心部件,以提高风力发电机冷却系统运行效率为主来开展日常的工作。工作人员还要对国外和其他地区先进的风力发电机冷却系统结构进行全面的分析,对自身的改进方案进行调整和优化,提高改进的效果。
参考文献
[1]胡成栋.风力发电机冷却系统振动特征分析及优化[J].上海大中型电机,2017(01):11-14.
[2]陈成城.数值仿真技术在风力发电机舱散热设计中的应用研究[J].机电工程,2018(03):430-431.
[3]王海峰.风力发电机自循环蒸发内等系统稳定性的研究[J].物理学报,2016(65):38-45.
       
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