一种风力发电机叶片加热除冰系统的辅助电加热装置的制作方法

本技术属于风力发电领域，具体归纳为一种风力发电机叶片加热除冰系统的辅助电加热装置。

背景技术：

1、风力发电机叶片覆冰的问题由来已久，而目前已建成的大部分风机叶片并未采取有效的防冰、除冰措施。

2、目前已有的研究方案中，风机叶片防冰、除冰的措施有几种类型，即电加热除冰、叶片涂层防止结冰、喷洒融冰介质除冰，以及利用风力发电机本身散热除冰。

3、电加热除冰是最简单易行的措施，但由于风机叶片动辄数十米、上百米长，其表面积巨大，使用纯电加热会耗费巨大的电能，成本高。

4、叶片涂层防冰措施是在风机叶片表明喷涂一种非浸润材料，使水珠、冰层难以附着在叶片表面，该方法可有效防止结冰。但长时间运行后，叶片在风力的侵蚀下，涂层会慢慢磨损脱落，后期不易维护，仍然会有覆冰的可能。

5、喷洒融冰介质除冰，即在已覆冰的风机叶片上喷洒融冰介质，使覆冰融化，这种方式操作的难度巨大，需要使用直升机或大型的无人机进行高空作业，成本和危险系数都较高。

6、近年来，人们发现可设计一套叶片加热系统，将风力发电机的散热引至叶片中，对叶片进行加热除冰，这种方法既不影响风力发电机的散热，又将热量回收再利用，大大节约了电加热所需的电能，因此有着很好的应用前景。但这种方法也存在一定的问题，一是系统较为复杂，二是，若在风机启动前叶片既已覆冰，而此时发电机尚未运行，并无热量发出，这时该系统就无用武之地了。或者是风机在低功率下运行，发电机的散热量较小，不足以加热叶片使冰层脱落。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：

2、为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

3、一种风力发电机叶片加热除冰系统的辅助电加热装置，包括发电机机舱以及位于发电机机舱内的风力发电机，风力发电机的进气口和出风口连接换热系统，换热系统还连接有增压风机，增压风机设置有进风风道；另外，换热系统的出风口连接风道，风道的出口朝向风力发电机叶片，风力发电机叶片设置在风机上；

4、还包括安装在换热系统出风口的电加热器，在电加热器的前后分别设置有测量风温的热电阻，还包括设置在发电机机舱的舱壁上的壁挂式plc控制箱，所述的风力发电机、电加热器和热电阻均通过信号电缆与壁挂式plc控制箱相连接。

5、在风力发电机叶片上安装有覆冰检测装置。

6、与现有技术相比，本实用新型在前述利用风力发电机散热加热叶片除冰的系统中，加入了自动辅助电加热装置。在将发电机散热器出口的热风引至叶片的风道中，加入一个电加热装置。在风机启动前，或风机在低功率运行中发电机热量较少时，进入风机叶片的空气温度较低。此时，安装在电加热装置进、出口的温度检测装置检测到风温低于某一设定值，从而自动启动电加热装置，加热进入叶片的空气。当风力发电机正常运行后，其散热足以将空气加热时，本自动辅助电加热装置还可以通过温度检测装置做出判断，自动停止加热。本实用新型的实现，仅需在进入叶片的风道中加入一个电加热装置，以及一个壁挂式带小型plc控制器的控制箱、两个温度测量装置（热电阻）即可。

技术特征：

1.一种风力发电机叶片加热除冰系统的辅助电加热装置，其特征在于：包括发电机机舱（1）以及位于发电机机舱内的风力发电机（2），风力发电机（2）的进气口和出风口连接换热系统（3），换热系统（3）还连接有增压风机（4），增压风机（4）设置有进风风道；另外，换热系统（3）的出风口连接风道（7），风道（7）的出口朝向风力发电机叶片（8），风力发电机叶片（8）设置在风机（9）上；

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机叶片加热除冰系统的辅助电加热装置，其特征在于：在风力发电机叶片（8）上安装有覆冰检测装置。

技术总结
一种风力发电机叶片加热除冰系统的辅助电加热装置，包括发电机机舱以及位于发电机机舱内的风力发电机，风力发电机的进气口和出风口连接换热系统，换热系统还连接有增压风机，增压风机设置有进风风道；换热系统的出风口连接风道，风道的出口朝向风力发电机叶片，风力发电机叶片设置在风机上；还包括安装在换热系统出风口的电加热器，在电加热器的前后分别设置有测量风温的热电阻，还包括设置在发电机机舱的舱壁上的壁挂式PLC控制箱，所述的风力发电机、电加热器和热电阻均通过信号电缆与壁挂式PLC控制箱相连接。与现有技术相比，本技术可使利用风力发电机散热除冰系统在任何工况下都可以投入使用，大大提高了风机的有效利用小时数。

技术研发人员：殷利杰,甄亚
受保护的技术使用者：中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司
技术研发日：20230601
技术公布日：2024/1/14