[实用新型]海上风力发电机组舱内环境控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组舱内环境控制技术领域，尤其涉及一种海上风力发电机组舱内环境控制装置。

背景技术

随着能源与环境的压力增加，清洁可再生的新能源近年受到普遍重视。在各类绿色能源中，风能是前景与潜力巨大的可再生能源之一，风力发电技术相对比较成熟，并且最具有大规模商业开发条件、成本相对较低。利用风能发电日益受到关注并展现出广阔的成长空间。

由于海上风能资源丰富和适合大规模开发的特点，近几年各风电企业已把开发重点转向海上风电。风力发电机组是将风能转化为电能的一种装置，一般由塔筒、机舱和风轮组成，塔筒一般是用于将机舱支撑至高空，有时也会将一些部件，如变压器或者变流器等安装于塔筒内，机舱内一般包容着风力发电机组的核心部件，如增速齿轮箱和发电机等。

风轮所吸收的能量要通过增速齿轮箱在风轮转速的基础上增速后传递给发电机的转子，当然也可以是风轮直接带动发电机转子转动，使发电机转子旋转发电。而在此过程中齿轮箱在运转中会因摩擦发出热量，同时发电机因电磁损耗和摩擦也会产生热量。这些热量虽然被各自的冷却系统将其中大部分排除到机舱外，但仍有部分热量通过发热部件表面的自然对流换热和热辐射排在了机舱内，导致整个风力发电机组舱内空气温度上升，环境恶化，超出各零部件正常运行温度范围。因此要控制舱内环境就必须对舱内空气的温度进行控制，最简单直接的办法就是使舱内外空气保持足够的流通量。

但是，海上空气中的高盐分、高湿度使海上风力发电机组工作环境恶劣，防腐成为最为棘手的问题之一。解决海上风力发电机组防腐问题最简单直接的办法的是将其密封以阻止外界空气中的盐雾粒子进入舱内，确保舱内空气盐雾浓度与内陆基本一致。风力发电机组的结构特点决定了其密封的难点和关键点在几处旋转部件处——机舱与塔筒之间，以及机舱与风轮之间，目前，在已有的风力发电机组上尚无将机组密封的技术。

此外，即使实现了对风力发电机组的密封，也会给舱内环境带来新的问题——舱内外空气不流通导致舱内空气温度升高。这不但使舱内金属元件的腐蚀加剧，甚至会因温度过高导致机组无法运行。因此，在机组实现密封的条件下还必须同时将舱内空气中的热量散发到舱外并调节舱内空气湿度才能使控制舱内环境达到要求成为可能。

目前的技术中，主要通过将经过过滤的舱外新鲜空气(冷空气)灌入机舱，在舱内形成微正压系统——使机舱与塔筒之间、机舱与风轮之间的间隙处的空气流向为自舱内向舱外，同时对风力发电机组进行冷却以控制舱内环境空气的温度，但由于海上风力发电机组多为大功率机组，因此发热量较大，要以该方式控制舱内环境空气的温度就必然有较大流量的新鲜空气进入舱内，那么必然需要有大流量盐雾分离或过滤装置不间断运行，但过滤装置始终有一定的过滤效率指标的限制，无法达完全过滤。如此，舱内环境空气含盐量由于累积效应会日渐增多，并且滤网的更换频率较高，导致可靠性较低、成本较高。同时由于空气流量较大，舱内环境空气的湿度难以得到控制，当舱内空气的湿度在金属产生腐蚀的临界相对湿度以上时，舱内金属元件便会产生明显的腐蚀，如果舱内环境空气中的盐雾浓度高便会使腐蚀加剧。

所以，从根本上讲，目前的技术方案能在一定程度上解决舱内环境空气的含盐量高和温度高问题，但很难说是以一种简单可靠的装置同时解决舱内环境空气的含盐量高、温度高和湿度高的问题，而对于海上风力发电机组，只有同时解决这三个问题，才能较好地保证机舱内环境达到要求，起到对机舱内各零部件防腐的目的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种海上风力发电机组舱内环境控制装置，能够较好的防止海上风力发电机组的舱内零部件发生腐蚀。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种海上风力发电机组舱内环境控制装置，应用在包括塔筒、机舱和风轮的海上风力发电机组上，所述装置包括：

设置在所述机舱内部或者外部，调节所述机舱内空气温度的冷却系统；

设置在所述机舱内，调节所述机舱内空气湿度的除湿系统；

位于所述机舱和所述塔筒之间缝隙的第一密封结构；

以及位于所述机舱和所述风轮之间缝隙的第二密封结构；

所述第一密封结构和所述第二密封结构均采用环形迷宫密封结构，所述环形迷宫密封结构包括至少两个密封齿以及设置在所述密封齿之间未密封区域的啮合密封圈；至少一个所述密封齿与相互接触的所述啮合密封圈之间形成的角度大于零。

优选的，还包括：

位于所述海上风力发电机组的叶片和导流罩之间的第三密封结构。