[发明专利]一种风机叶片除冰系统及除冰方法

说明书

本发明提供一种风机叶片除冰系统及除冰方法，所述风机叶片除冰系统包括设于风力发电机上的控制装置和吹气排气装置，吹气排气装置用于向风机叶片内部吹气以使叶片鼓胀，以及用于将风机叶片内部气体排出以使叶片消胀或凹陷，吹气排气装置与控制装置通讯连接。本发明的风机叶片除冰系统及除冰方法，通过在叶根部向叶片内吹气和排气，使叶片内部压力升高和降低从而叶片表面鼓起和凹陷，反复吹气—排气—吹气—排气，使叶片进行反复变形，从而使叶片表面覆盖的冰层碎裂并与叶片表面分离脱落，达到除冰的目的，除冰时间远小于气热除冰方法所需时间，所需功率远小于气热除冰方法的加热系统，除冰时间更短且自耗电更低，且无须更换专门的除冰滑环。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，具体涉及一种风机叶片除冰系统及除冰方法。

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，如果叶片覆冰后没有有效的手段去除，只能等到天气转暖自然融冰，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。而现在的一些试图解决叶片覆冰问题的技术，例如涂层、电加热、气热、热水冲刷、直升机喷洒融冰剂等，均存在一定的缺陷。涂层技术成本低、应用方便，试用最早，但因效果不佳，效果持续时间很短(不超过一个月)，未得到推广应用；电加热防除冰速度快、热能利用率高，试用较早，但其致命缺陷是引雷、难于维修，而且在现役风机上安装周期长、成本高，因为也没有得到市场认可；热水冲刷的水源问题很难解决，而且热水冲刷后变成冷水，在结冰环境中又很快会结冰，效果不佳；直升机喷洒融冰剂是一次性除冰，但只要环境中的结冰条件还在，很快又会再次结冰，并且这种除冰方法成本太高，操作不方便。对比之下，气热除冰是目前比较成熟的除冰方法，现役风机改造和新风机加装都可以，使用寿命长，维修方便，也不会引雷，还具备一定的防冰能力，但因其需要复杂的加热系统、通风系统、控制系统，成本太高；因为在叶片内部加热时，热量需透过叶片材料传导到叶片表面除冰，速度较慢，一般需要两小时以上才能除冰，并且，叶片表面积大，散热快，往往需要很大的热功率才能达到除冰效果，风机自耗电很大，一般2WM风机要达到上百千瓦，设备复杂，体积大，施工周期长。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有技术的不足，提供一种除冰速度快且耗电低的风机叶片除冰系统及除冰方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

基于本发明的一方面，提供一种风机叶片除冰系统，包括设于风力发电机上的控制装置和吹气排气装置，所述吹气排气装置用于向风机叶片内部吹气以使叶片鼓胀，以及用于将风机叶片内部气体排出以使叶片消胀或凹陷，所述吹气排气装置与所述控制装置通讯连接。风机叶片是用玻璃钢材料制成，柔韧性好，结实，抗变形能力强，中空，外壁很薄，叶根部有人孔挡板将整个叶片封闭。通过在叶根部向叶片内吹气，叶片内部压力升高，叶片表面就会鼓起，通过在叶根部从叶片内排气，叶片内部压力降低，叶片表面就会凹陷；反复吹气—排气—吹气—排气，可使叶片进行反复变形，从而使叶片表面覆盖的冰层碎裂并与叶片表面分离脱落，达到除冰的目的。

在其中一实施例中，所述吹气排气装置包括风机和抽风机，所述风机的进风口和出风口分别与所述风机叶片的外部和内部连通，所述抽风机的进风口和出风口分别与所述风机叶片的内部和外部连通，所述风机和抽风机均与所述控制装置通讯连接。

在其中一实施例中，所述风机为鼓风机。

在其中一实施例中，所述风机和抽气机安装在风机叶片的叶根，位于人孔挡板的靠近风机轮毂的一侧，所述风机的出风口穿过人孔挡板与风机叶片内部连通，所述抽风机的进风口穿过人孔挡板与风机叶片内部连通。

在其中一实施例中，还包括设于风机叶片上的鼓风机阀门和抽风机阀门，所述鼓风机阀门用于在抽风机排气时阻止气体从鼓风机进入风机叶片内部，所述抽风机阀门用于在鼓风机吹气时阻止风机叶片内部气体从抽风机逸出。