[发明专利]一种风机叶片除冰系统及方法

说明书

本发明属于风机叶片除冰领域，具体是涉及到一种风机叶片除冰系统及方法，包括风机、加热器、三通管Ⅰ和三通管Ⅱ，所述三通管Ⅰ的管Ⅰa连接风机进风口，管Ⅰb和管Ⅰc分别连通风机叶片内部和人孔挡板外部，所述三通管Ⅱ的管Ⅱa连接风机的出风口，管Ⅱb和管Ⅱc分别连通加热器和人孔挡板外部，加热器的出风口位于风机叶片内部，所述管Ⅰb、管Ⅰc、管Ⅱb和管Ⅱc上均设置有阀门，本发明可实现先通过充气‑排气的循环使风机叶片表面鼓胀—凹陷循环变形，短时间除掉大部分覆冰，再进行较短时间的气热除冰，对变形除冰剩余不易除掉的覆冰进行清除，很好的将叶片表面变形除冰与气热除冰进行结合，且结构简单可靠，效率高，可有效节约除冰时间。

技术领域

本发明属于风机叶片除冰领域，具体是涉及到一种风机叶片除冰系统及方法。

背景技术

目前位于北方和南方山区的风力发电机组都面临冬季叶片覆冰不能发电的困扰，叶片覆冰后一般等到天气转暖自然融冰或者采用除冰手段进行除冰，自然融冰会造成发电量的巨大损失，覆冰还对机组安全、使用寿命、维修成本都造成严重影响，对周边人、畜、设备造成安全隐患，对电网稳定运行造成冲击，加剧结冰期用电和发电之间的矛盾。除冰手段则有涂层、电加热、气热、热水冲刷、直升机喷洒融冰剂、叶片表面覆膜变形等方式。

气热除冰是目前比较成熟和实用的除冰方法，其原理是利用叶片本身结构形成的前缘腔和后缘腔，冷风在叶根部被加热后由鼓风机吹入前缘腔，沿前缘腔上行，经过叶尖前缘腔与后缘腔之间的工艺孔，进入后缘腔，沿后缘腔下行，冷却后回到叶根部，再被鼓风机吸入，吹送，经过加热器加热后，再次吹入前缘腔进行循环。这种除冰方法的弊端是除冰所需时间长，叶片表面大部分覆冰除掉，特别是叶片前缘迎风面的冰除干净，达到启机条件，需要2个小时；其次除冰耗电量大，2MW风机需要上百千瓦的加热系统，每次除冰运行时间也很长，造成自耗电高；第三除冰热量分布不均匀，前缘腔热量多，后缘腔热量少，叶尖面积小、表层薄，最先除冰，其次前缘腔表面，最后后缘腔表面。

叶片表面覆膜变形除冰方法是通过在叶片表面加装一层覆膜，在叶片表面结冰后，通过给覆膜与叶片之间的内腔反复充气—抽气的方式，使叶片外表面的覆膜反复膨胀—凹陷，达到与覆冰分离，覆冰脱落除冰。这种方法除冰速度快，自耗电低，同时成产工艺十分复杂，成本高，使用寿命低，不利于推广使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结合气热和风机叶片表面变形除冰方式的风机叶片除冰系统及方法。

本发明的内容包括风机、加热器、三通管Ⅰ和三通管Ⅱ，所述三通管Ⅰ的管Ⅰa连接风机进风口，管Ⅰb和管Ⅰc分别连通风机叶片内部和人孔挡板外部，所述三通管Ⅱ的管Ⅱa连接风机的出风口，管Ⅱb和管Ⅱc分别连通加热器和人孔挡板外部，加热器的出风口位于风机叶片内部，所述管Ⅰb、管Ⅰc、管Ⅱb和管Ⅱc上均设置有阀门，还包括与风机、加热器和各个阀门电连接的控制器。

更进一步地，所述风机、加热器、三通管Ⅰ和三通管Ⅱ均设置在风机叶片内部。

更进一步地，所述管Ⅰc和管Ⅱc相互连通，并通过一个管道贯穿人孔挡板。

更进一步地，所述风机为鼓风机。

更进一步地，所述人孔挡板上设置有泄压阀，所述泄压阀和控制器电连接。

更进一步地，所述人孔挡板上设置有压力计，压力计与控制器电连接。

更进一步地，所述管Ⅰa为文丘里管。

更进一步地，所述加热器包括依次设置的连接管、加热腔和输出管，连接管与管Ⅱa连通，输出管延长伸入至风机叶片叶尖。

本发明还提供一种风机叶片除冰方法，包括风机叶片除冰系统，包括如下步骤：

S1，实时监控风机叶片的覆冰情况，并根据覆冰情况进行相应的变形除冰、气热除冰或组合除冰；变形除冰时进入步骤S2或S3；气热除冰时进入步骤S5；组合除冰为先变形除冰再气热除冰；