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| 集中冷却系统在风电机组中的应用 | |
| 国电联合动力技术（连云港）有限公司 李巍伟 | |
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摘要：介绍了集中冷却系统的组成、工作原理以及在风电机组中的运用；总结了常见故障处理的方法等。
关键词：风电机组；集中冷却系统；冷却；故障
1. 前言
风能作为一种可再生能源，越来越受到世界各国的重视。自2006年，兆瓦级风力发电机组逐渐成为国内主流的发电机组，随着风力发电机组单机容量的逐步增大，风力发电机组的发电机、齿轮箱、变频器的散热量也大大增加，在这样的情况下风力发电机组必须具备集中冷却功能，便于风机的正常运行以及日常维护。风力发电机组采用集中冷却系统具有如下优点：
1) 系统安装方便，结构紧凑，易检查维修；
2) 可以保证发电机、齿轮箱、变频器冷却及时，大大提高设备的的使用寿命；
3) 通过监控系统可以很快的检查各冷却系统的工作状态；
4) 减轻工作量，操作安全。
2. 风机发热件冷却原理
发电机冷却水自发电机壳体水套，经水泵强制循环，通过过滤器、热交换器和蓄水箱后，返回发电机壳体水套。
齿轮箱的油液自箱体底部油池，经油泵强制循环，通过过滤器、热交换器冷却后，返回齿轮箱。在齿轮箱油冷却系统中设有压力继电器，如果齿轮箱齿轮或轴承损坏，则产生的金属铁屑会在油循环中堵塞过滤器，当压力超过设定值时，压力继电器动作，油便从旁路直接返回油箱，同时，电控系统报警，提醒运行人员停机检查。
从变频器出来的热风，经过风管连接到内有固定水冷管的散热器中，散热器中通过温度低于33℃的冷水，热风经过散热片后，将热量传递给冷水，变成冷风从散热片吹出，热量被循环冷却水带走，保证变频器控制室内的环境温度不高于40℃。
3. 集中冷却系统的组成
整个风力发电机组采用的集中冷却系统主要由立式多级离心泵组、风冷水换热器、泵入口阀块组件、泵出口阀块组件、膨胀罐集成块组件、接管组件等组成。
1）多级离心泵组：当系统回路内充满冷却液后,启动立式多级离心泵,则回路内的冷却液便进入闭式循环工作状态.
2）泵入口阀块组件：包括泵入口阀块、测试接头、温度传感器、组合密封垫法兰密封垫。
3） 泵出口阀块组件：包括法兰密封垫、泵出口阀块。
4）膨胀罐集成块组件：在系统内水压轻微变化时，膨胀罐气囊的自动膨胀收缩会对水压的变化有一定的缓冲作用，能保证系统的水压稳定，水泵不会因压力的改变而频繁的开启。包括自动排气阀，膨胀罐、压力开关、安全阀等
5） 接管组件：传输冷却水。包括管接头、水管、分配接头等附件。
4.集中冷却热平衡计算
根据换热量的计算公式H2=CQρ(t2-t1)
查询循环液体的曲线图得出49.5%去离子水+50%乙二醇+0.5%的防腐剂配比下的密度和比热容，当换热功率为97KW、风侧的进口温度为35℃时，如果水侧的进口温度为55.5℃，水侧的出口温度约为48℃，保证系统的散热平衡。
按照额定工况下，换热器迎风面的垂直吹入风速11m/s考虑，
不同流量下的换热功率曲线（图1）
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