一種便攜式風力發電機組冷卻水加注系統

袁彪

【摘 要】在風力發電技術快速發展的今天，人們除了對風電機組主要設備的關注外，對其附屬及輔助設備的關注度也在持續上升。如何更快速、便捷的開展風力發電機組的運行維護工作，成為擺在業內人士面前的一大難題。隨著風電設備單機容量的不斷擴大，發電機、齒輪箱、變流器等部件越來越多的采用水冷方式來進行冷卻。在風機運行過程中，以上設備常存在水冷系統壓力低等現象，影響風電機組運行安全。本文就風電機組水冷系統壓力低原因進行分析，并提出了一種便攜式的冷卻水加注系統。

【關鍵詞】風電機組；水冷系統；冷卻水加注；便攜

Abstract：Key words：Wind turbine；Water cooling system；Cooling water filling；Portable

引言

風力發電機組在產生電能的過程中，齒輪箱、發電機、變頻器等設備會伴隨產生額外的熱量，散熱不良將會導致嚴重影響風力發電機組的可靠性。水冷系統的作用就是將以上設備的額外熱量通過介質及時帶走，避免產生過熱導致風電機組故障停機。水冷系統內部本身需要維持一定的壓力來保證散熱效果，由于零部件工藝、系統內氣泡等問題導致該系統容易出現漏液、壓力降低等問題。而風力發電機組的齒輪箱、發電機等設備通常安裝于八十米高空，維護檢修困難。因此，需要提供一種便攜式冷卻水加注裝置，系統總重不超過5KG，且能夠滿足風機水冷系統的壓力需求。該系統能夠提高設備檢修維護效率，減少人力成本，節約資源，而且能夠有效降低工作過程中的安全風險。

一、風力發電機水冷系統組成

1、水冷電機、水冷泵

2、儲能罐

3、散熱板

二、水冷系統壓力低分析

1、冷卻液加注時，系統內混入空氣或者氣泡。

水冷系統本身安裝有排氣裝置，系統運行一段時間后，冷卻液在附屬設備與散熱板之間不斷循環，空氣或者氣泡通過排氣裝置不斷從系統內排出，當系統壓力低于限值時，風力發電機組報水冷系統壓力低故障停機。

2、水冷系統密封不嚴，冷卻液滲漏

風力發電機組的運行過程中，其附屬設備會伴隨產生大量的熱量，這就需要水冷系統進行大量的熱量交換。水冷管的出水口溫度經常保持在40℃-50℃之間，在夏季時水溫更是會達到60℃。長時間的高溫運行可能會導致密封圈、管路等的老化，進而出現冷卻液泄露問題，系統壓力釋放低于限值時，風力發電機組報水冷系統壓力低故障停機。

3、儲能罐氣壓過低或儲能罐本體漏氣

由于制造工藝或者安裝工藝等原因，儲能罐本身也會產生漏氣或者氣壓過低現象。此時風力發電機組也會報水冷系統壓力低故障。

三、水冷系統補壓

在排除水冷系統密封不嚴、儲能罐氣壓低或漏氣的原因導致的故障后，需要對水冷系統進行補液。傳統冷卻水加注系統包括電動機、機械泵以及附屬管路等設備，總重大約在50KG，重量大且攜帶不便。齒輪箱、發電機等水冷系統均布置在機艙內，攜帶大型冷卻水加注系統上下風力發電機組耗時長，人員勞動強度大，現場作業風險高。

由我們現場改進的便攜式風力發電機組冷卻水加注系統很好的解決了上述問題。本系統由一個小型便攜式增壓泵及交流220V電動機組成，系統參數為2.39KG，長22.5CM，寬10CM，高10CM，電動機直徑8CM，揚程110M，流量5.5L/min，最大壓力2.5MPa。本裝置在我公司元寶山風電場使用一年有余，通過現場人員應用分析，改裝置完全滿足現場冷卻系統加壓加水工作條件，攜帶使用方便，實用性強，性價比高。

結束語：本文主要通過對發電機等冷卻水循環系統漏液原因進行簡要分析，并對其補水補壓需求提供了一種快捷、實用化的解決方案，該冷卻水加注系統具備以下特點：（1）本系統重量輕、體積小，攜帶方便；（2）本系統成本低，利于應用推廣；（3）本系統應用于高空作業時大大降低了作業風險。

（作者單位：大唐河南清潔能源有限責任公司）