一種風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統，包括：齒輪箱與所述齒輪箱相連的油泵單元與油泵單元相連的串聯設置的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元，其中所述的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元均包括一冷卻散熱器和一冷卻風扇，齒輪油經油泵供出后首先進入第一油冷散熱器散熱降溫，經第一油冷散熱器散熱降溫后的油再進入第二油冷散熱器進行第二次散熱降溫，將油溫控制在65攝氏度以下。

Gear box cooling and cooling system of wind power generator set

Gearbox cooling, cooling system, the utility model relates to a wind turbine gear box is connected with the gear box of the pump unit is connected with the pump unit arranged in series second, the first cooler unit cooler unit, wherein the first cooler unit, second cooler unit comprises a cooling radiator and a cooling fan, gear oil pump for the after first entering the first oil cooler cooling cooling, the first oil cooling radiator cooling oil enters a second oil cooler second cooling, the temperature controlled at 65 degrees celsius.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統。
技術介紹
風力發電機組的齒輪箱主軸的前端法蘭與風輪相連，風作用到葉片上驅動風輪旋轉，從而主軸帶動后面的增速機構開始運轉，這樣齒輪箱就把風輪所吸收的低轉速、大扭矩的機械能轉化成高轉速、小扭矩的機械能傳遞到齒輪箱的輸出軸上。齒輪箱的輸出軸通過彈性聯軸器與電機軸相連，驅動發電機的轉子旋轉，將能量輸入給發電機。發電機將輸入的動能轉化成電能并輸送到電網。現有技術中，風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統技術成熟度較低，產品設計缺陷大，制造精度差，故障率高。風機自投產以來，每到夏季，因外部環境氣溫較高，風機在額定功率輸出時齒輪箱油溫出現過高問題。現技術中機組僅配置一套油冷散熱系統，散熱能力不能滿足長時間額定功率運行的要求，造成齒輪箱油溫高限制機組出力，即不能達到額定功率運行。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本技術的目的是提供一種消除齒輪箱油因氣溫高散熱能力不足導致限制機組出力問題的風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統。本技術風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統，包括：齒輪箱與所述齒輪箱相連的油泵單元與油泵單元相連的串聯設置的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元，其中所述的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元均包括一冷卻散熱器和一冷卻風扇，齒輪油經油泵供出后首先進入第一油冷散熱器散熱降溫，經第一油冷散熱器散熱降溫后的油再進入第二油冷散熱器進行第二次散熱降溫，將油溫控制在65攝氏度以下。進一步地，還包括在塔架門上開孔，利用風機塔筒的煙囪效應，使氣流通過塔架門經塔架進入機艙。進一步地，在機艙底部及頂部出艙孔安裝有強迫機艙內部與外界空氣循環的送、吸風機。借由上述方案，本技術至少具有以下優點：本技術風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統，高溫齒輪油經油泵供出后首先進入第一冷卻器單元散熱降溫，經第一冷卻器單元散熱降溫后的油再進入第二冷卻器單元進行第二次散熱降溫，通過兩級散熱器二次散熱降溫使齒輪箱油溫降低到規程規定的安全運行范圍內，新增的冷卻風扇在帶走第二冷卻器單元熱量的同時，加大了機艙內部與外部空氣交換總量，將油溫控制在65攝氏度以下。上述說明僅是本技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本技術的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。附圖說明圖1是本技術風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統的結構圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本技術，但不用來限制本技術的范圍。參見圖1，本技術一較佳實施例所述的一種風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統，包括：齒輪箱1與所述齒輪箱相連的油泵單元2與油泵單元相連的串聯設置的第一冷卻器單元3、第二冷卻器單元4，其中所述的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元均包括一冷卻散熱器和一冷卻風扇，齒輪油經油泵供出后首先進入第一油冷散熱器散熱降溫，經第一油冷散熱器散熱降溫后的油再進入第二油冷散熱器進行第二次散熱降溫，將油溫控制在65攝氏度以下。進一步地，還包括在塔架門上開孔，利用風機塔筒的煙囪效應，使氣流通過塔架門經塔架進入機艙。進一步地，在機艙底部及頂部出艙孔安裝有強迫機艙內部與外界空氣循環的送、吸風機。以下以具體的事例對本技術進行進一步地介紹。長嶺王子風電場一期風機采用33臺大連華銳重工生產的SL77/1500型帶有齒輪箱結構的雙饋式風力發電機組，國內首批MW級機組的前100臺產品，技術成熟度較低，產品設計缺陷大，制造精度差，故障率高。風機自投產以來，每到夏季，因外部環境氣溫較高，風機在額定功率輸出時齒輪箱油溫出現過高問題。現技術中機組僅配置一套油冷散熱系統，散熱能力不能滿足長時間額定功率運行的要求，造成齒輪箱油溫高限制機組出力，即不能達到額定功率運行。本技術要解決的技術問題為徹底消除齒輪箱油因氣溫高散熱能力不足導致限制機組出力問題，即在原散熱器與葉輪之間，齒輪箱上部加裝一組新散熱器及冷卻風扇，高溫齒輪油經新裝散熱器后流入原散熱器進行二次散熱，最后進入齒輪箱。現有技術，SL77/1500風力發電機組齒輪箱內裝有600升齒輪油滿足齒輪箱內部齒輪及軸承潤滑、散熱要求，機組發電運行時，齒輪間的摩擦使齒輪油溫度上升，而機組僅配置一套油冷散熱器，在高溫天氣機組額定功率運行時，齒輪箱油溫達到75攝氏度以上時，機組自動限功率運行或故障停機。現有技術的所有缺點自投產起至今始終伴隨長嶺公司，尤為突出是齒輪箱油溫高限制機組出力的問題。例如2012年7月1日當日統計情況：平均風速14米/秒，理論每臺風機發電功率應達到或接近1500KW，33臺共計4.95萬KW。而當時華銳33臺風機實際發電功率不到2萬KW，而同一時刻長嶺二期項目32臺風機（其中一臺故障）發電功率達到4.5萬KW，兩期發電功率相差約2.5萬KW。一期風機實際輸出功率與理論發電功率差距太大，其主要原因就是齒輪箱溫度高影響所致。齒輪箱上限溫度為75℃，超過此溫度風機保護裝置動作自動將風機負荷減至額定負荷的50%，若齒輪箱溫度繼續上升到80℃，風機出力將被限制到額定負荷的20%左右。監控畫面取得數據如下：由于齒輪箱溫度高，系統保護限制發電機出力，使得風機功率曲線也發生明顯變化。齒輪箱溫度超溫問題自投產以來一直存在，始終未得到解決。進入夏季后由于齒輪箱油溫超溫影響機組帶負荷的矛盾更加突出！據不完全統計，僅2014年4月至7月由此影響長嶺一期項目減少發電量約1500萬度，直接減少收入945萬元，嚴重影響長嶺公司的經濟效益。綜上所述，現有技術的缺點是散熱能力不能滿足實際使用要求。通過數據分析得知，原機組所配置的油/風冷卻器散熱功率約為25KW，而齒輪箱在滿負荷運行條件下的發熱功率約為45KW，原機組所配置的油/風冷卻器遠遠不能滿足齒輪油的散熱要求，從而導致機組限功率運行甚至停運。本技術的目的就是為徹底消除齒輪箱油因氣溫高散熱能力不足導致限制機組出力問題。本技術在保留原機配置的油冷散熱器的基礎上再增加一套油冷散熱器，高溫齒輪油經油泵供出后進入新增加的油冷散熱器后再進入另一組油冷散熱器二次散熱，提高了油的散熱效率，可將油溫控制在65攝氏度以下。本技術本技術增加散熱面積和通風量，即增裝油冷散熱器及冷卻風扇；在保留原機配置的油冷散熱器的基礎上再串聯一套油冷散熱器并增加一臺冷卻風扇，基本原理：高溫齒輪油經油泵供出后首先進入第一冷卻器單元（原有）散熱降溫，經第一冷卻器單元散熱降溫后的油再進入第二冷卻器單元（新增）進行第二次散熱降溫，通過兩級散熱器二次散熱降溫使齒輪箱油溫降低到規程規定的安全運行范圍內，新增的冷卻風扇在帶走第二冷卻器單元熱量的同時，加大了機艙內部與外部空氣交換總量。安裝位置選擇：在原散熱器與葉輪之間，齒輪箱上部安裝角鋼支架并加裝一組新散熱器及冷卻風扇，高溫齒輪油經新裝散熱器后流入原散熱器進行二次散熱，最后進入齒輪箱。齒輪箱主要參數型號傳動比ShellHD320油量高速軸轉速低速軸轉速輸出功率kwGL認證效率PWE1577104.125660L181017.4150097%油泵參數功率（低速/高速）kw流量L/min轉數rpm電壓V相數頻率Hz本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統，其特征在于，包括：齒輪箱與所述齒輪箱相連的油泵單元與油泵單元相連的串聯設置的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元，其中所述的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元均包括一冷卻散熱器和一冷卻風扇，齒輪油經油泵供出后首先進入第一油冷散熱器散熱降溫，經第一油冷散熱器散熱降溫后的油再進入第二油冷散熱器進行第二次散熱降溫，將油溫控制在65攝氏度以下。

【技術特征摘要】
1.一種風力發電機組的齒輪箱冷卻、散熱系統，其特征在于，包括：齒輪箱與所述齒輪箱相連的油泵單元與油泵單元相連的串聯設置的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元，其中所述的第一冷卻器單元、第二冷卻器單元均包括一冷卻散熱器和一冷卻風扇，齒輪油經油泵供出后首先進入第一油冷散熱器散熱降溫，經第一油冷散熱器散熱降溫后的油再進入第二油冷散熱器進行第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張秋野，鄧章淞，范仲侗，管浩言，倪忠寶，高新，崔巖峰，
申請(專利權)人：中國水電建設集團新能源開發有限責任公司長嶺風電分公司，
類型：新型
國別省市：吉林;22