一種風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置的製作方法

2023-06-03 23:53:26

本實用新型屬於設備製冷冷卻技術領域，具體涉及一種風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置。

背景技術：

風力發電機運行過程中增速齒輪箱會產生熱量，其熱量大小取決於設備類型及廠商的製造精度以及風機的工作負荷。增速齒輪箱在運轉中，必然會有一定的功率損失，損失的功率將轉換為熱量，使增速齒輪箱的油溫上升。若溫度上升過高，會引起潤滑油的性能變化，粘度降低、老化變質加快，換油周期變短。在負荷壓力作用下，若潤滑油膜遭到破壞而失去潤滑作用，會導致齒輪嚙合齒面或軸承表面損傷，嚴重的會造成設備事故。由此造成的停機損失和修理費用都是十分可觀的。因此控制增速齒輪箱的溫升是保證風力發電機組持久可靠運行的必要條件。

現有風力發電機組普遍採用風冷的冷卻方式。風冷的冷卻方式是一種利用空氣作為熱交換的介質進行熱量交換，熱量通過空氣帶走，高溫的潤滑油進入風冷卻器芯體內的油通管路，潤滑油的熱量便迅速傳遞給導熱性能好的鋁合金芯體，空氣從風通道高速通過，強制把熱量帶走，使得潤滑油的溫度降低。如此不斷循環，直到系統達到熱平衡，風冷冷卻器的散熱效果主要取決於其部件散熱器的換熱面積、風量和環境溫度，但由於風冷冷卻器的結構，散熱器上的翅片在運行中會積聚大量的灰塵，尤其是在環境中多粉塵的地區，積塵現象很嚴重。灰塵在翅片上的大量積聚會導致翅片與冷空氣之間的熱交換能力下降，最終導致冷卻器的冷卻能力下降。而由於風冷冷卻器製冷能力下降，從而導致機艙內部環境溫度增高，具現有資料統計機艙環境溫度最高往往可達55℃，環 境溫度的增高致使風冷冷卻器的冷卻能力又進一步下降，最終惡性循環，導致潤滑油達到報警溫度，發生故障停機，需要等到油溫緩慢降低恢復正常後才能再次開機，從而造成機組停機損失，嚴重的甚至造成潤滑油失去潤滑作用造成設備事故。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在於提出一種風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置，它是一種採用冷媒製冷的方式對風力發電機增速齒輪箱過熱油溫直接進行循環冷卻的輔助冷卻裝置，與安裝在風力發電機增速齒輪箱原有風冷冷卻器配合使用，用於有效解決增速齒輪箱過熱停機損失的問題。

為實現上述技術目的，本實用新型採用如下技術方案予以實現。

一種風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置，包括冷媒，蒸發器，壓縮機，冷凝器，冷凝風機以及膨脹閥；所述蒸發器分別連接壓縮機和膨脹閥，所述壓縮機連接冷凝器，所述冷凝器分別連接冷凝風機和膨脹閥，蒸發器，壓縮機，冷凝器，膨脹閥相互連接組成一個冷卻循環迴路，冷媒活動設置在冷卻循環迴路中；所述蒸發器還連接進油管和出油管，進油管與出油管連接在風力發電機組增速齒輪箱原有風冷冷卻器冷卻迴路上；冷卻循環迴路還並聯一旁通迴路，所述旁通迴路的一端連接在蒸發器與膨脹閥之間的管路上，所述旁通迴路的另一端連接在蒸發器和壓縮機之間的管路上，旁路迴路上靠近膨脹閥的那端設有單向閥，靠近壓縮機的那端設有電磁閥。

優選的，輔助冷卻裝置串聯在風冷冷卻器和油分配器之間，風冷冷卻器的出油管連接輔助冷卻裝置的進油管的管口，輔助冷卻裝置的出油管的管口與油分配器入口管的管口相連。

優選的，輔助冷卻裝置與風冷冷卻器並聯連接。風冷冷卻器的入口管連接輔助冷卻裝置的進油管的管口，輔助冷卻裝置的出油管的管口與風冷冷卻器出油管的管口相連。

優選的，所述風力發電機增速齒輪箱輔助冷卻裝置連接遠程監控系統，遠程監控系統包含設置在現場設備上的數據採集裝置，所述數據採集裝置採集數據及設備狀態，並通過遠傳模塊連接網絡雲端，網絡遠端連接終端設備；通過監控系統對可對冷卻裝置進行遠程監控和遠程管理。

優選的，所述終端設備為電腦、智慧型手機或者觸控螢幕。

優選的，所述壓縮機與所述冷凝器之間的管路上設有高壓開關。

優選的，所述蒸發器與膨脹閥之間設有低壓開關。

本實用新型的有益效果：本實用新型通過冷媒與高溫的增速齒輪箱潤滑油進行熱交換，帶走增速齒輪箱所產生的熱量，再由冷凝器及冷凝風機將熱量排到大氣中，其製冷能力保持基本恆定，不受外部環境因素影響；而且輔助冷卻裝置安裝使用維護方便。

附圖說明

圖1為本實用新型冷卻裝置原理框圖；

圖2為本實用新型冷卻裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型冷卻裝置串聯在風力發電機組增速齒輪箱原有風冷冷卻器冷卻迴路中的原理示意圖；

圖4為本實用新型冷卻裝置並聯在風力發電機組增速齒輪箱原有風冷冷卻器冷卻迴路上中的原理示意圖。

圖中：1-壓縮機；2-膨脹閥；3-冷凝風機；4-蒸發器；5-冷凝器；6-進油管；7-出油管；8-高壓開關；9-低壓開關；10-電磁閥；11-單向閥。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例提供的一種風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置，包括冷媒，蒸發器4，壓縮機1，冷凝器5，冷凝風機3以及膨脹閥2；蒸發器4，壓縮機1，冷凝器5，膨脹閥2相互連接組成一個冷卻循環迴路，冷媒活動設置在冷卻循環迴路中；所述蒸發器4分別連接壓縮機1和膨脹閥2，所述壓縮機1連接冷凝器5，所述冷凝器5分別連接冷凝風機3和膨脹閥2，所述蒸發器4還連接進油管6和出油管7，進油管6與出油管7連接在風力發電機組增速齒輪箱原有風冷冷卻器冷卻迴路上。

為了保證壓縮機1在高溫環境下的持續穩定工作，本實用新型的風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置中冷卻循環迴路還並聯一旁通迴路。所述旁通迴路的一端連接在蒸發器4與膨脹閥2之間的管路上，所述旁通迴路的另一端連接在蒸發器4和壓縮機1之間的管路上，旁路迴路上靠近膨脹閥2的那端設有單向閥11，靠近壓縮機1的那端設有電磁閥10。

其中，所述冷媒為製冷劑R22、製冷劑R34a、製冷劑R407中的一種或者幾種的組合。所述壓縮機1與所述冷凝器5之間的管路上設有高壓開關8，高壓開關8的作用是監測製冷劑回氣溫度在壓縮機1工作的正常範圍內，溫度過高高壓報警從而起到保護壓縮機1的作用。所述蒸發器4與膨脹閥2之間設有低壓開關9，低壓開關9的作用是監測製冷劑是否洩漏，若製冷劑洩露則低壓報警，從而起到保護壓縮機1的作用。

本實用新型的工作原理是：本實用新型利用冷媒製冷的方式對風力發電機增速齒輪箱高溫潤滑油進行直接冷卻。低溫低壓的液態冷媒在蒸發器4裡面與 來自增速齒輪箱的高溫潤滑油進行熱交換吸收高溫潤滑油的熱量，蒸發成低溫低壓的氣態，蒸發過程中冷媒溫度不變，低溫低壓氣態的冷媒進入到壓縮機1，經壓縮機1壓縮，被壓縮成高溫高壓的氣態，然後進入冷凝器5，在冷凝器5裡與室內的空氣進行熱交換，高溫高壓的氣態冷媒的部分熱量被空氣吸收並通過冷凝風機3排放出去，冷媒經過冷凝器5後變成高溫高壓液態，然後進入膨脹閥2進行節流，冷媒通過膨脹閥2節流是迅速降溫的過程，冷媒變成低溫低壓的液態，此過程後的冷媒再進入到蒸發器4進行換熱蒸發，從而實現製冷系統的整個過程，這種製冷過程循環連續進行，使得增速齒輪箱潤滑油得以連續不斷的製冷。當進入壓縮機1冷媒溫度過高時，旁通迴路的電磁閥10打開，使得部分經過膨脹閥2後的低溫液態冷媒直接進入壓縮機1，從而對壓縮機1起到了保護作用，進而保證本實用新型的風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置可以在高溫環境下持續穩定的正常運行。

實施例2

在實施例1的基礎上，本實用新型實施例提供的風力發電機組增速齒輪箱輔助冷卻裝置並聯或者串聯地安裝在風力發電機組增速齒輪箱原有風冷冷卻器冷卻迴路上。原有風冷冷卻器冷卻迴路包含齒輪箱，與齒輪箱依次連接的油分配器，風冷冷卻器(具體可以是風冷機)、油泵機組。

如圖3所示，輔助冷卻裝置串聯在風冷冷卻器和油分配器之間。風冷冷卻器的出油管7連接輔助冷卻裝置的蒸發器4的進油管6的管口，輔助冷卻裝置的蒸發器4的出油管7的管口與油分配器入口管的管口相連。

如圖4所示，輔助冷卻裝置與風冷冷卻器並聯連接。風冷冷卻器的出油管7連接輔助冷卻裝置的蒸發器4的進油管6的管口，輔助冷卻裝置的蒸發器4的出油管7的管口與風冷冷卻器入口管的管口相連。

實施例3

所述風力發電機增速齒輪箱輔助冷卻裝置連接遠程監控系統，遠程監控系統通過新型冷卻裝置的專用控制器或通用的可編程控制器或智能儀表作為數據採集裝置。所述數據採集裝置採集數據及設備狀態，並通過遠傳模塊連接網絡雲端，網絡遠端連接終端設備，終端設備從雲端下載數據進行實時監控。其中，所述遠傳模塊為一種通過GPRS或簡訊方式遠程無線傳輸數據的設備。所述終端設備為可視化的人機互動裝置，比如電腦、智慧型手機、觸控螢幕等。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。