风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置及方法
【专利摘要】提供了一种风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置及方法。该基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置包括：控制单元；以及均与控制单元连接的冷却系统、管套式换热器、布置在管套式换热器内管的进口处的第一温度传感器和第一压力传感器、布置在管套式换热器内管的出口处的第二温度传感器和第二压力传感器、布置在管套式换热器外管的进口处的第三温度传感器和第三压力传感器、布置在管套式换热器外管的出口处的第四温度传感器和第四压力传感器以及外管溶液进口阀门控制组件。
【专利说明】风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电机组齿轮箱润滑油的冷却与加热控制领域，更具体地说，本发明涉及一种基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置及方法。
【背景技术】
[0002]齿轮箱在风力发电机组中的应用很广泛，在风力发电机组当中就经常用到，而且是一个重要的机械部件，齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。
[0003]常用的齿轮箱润滑方式有齿轮油润滑，半流体润滑脂润滑，固体润滑剂润滑几种方式。对于密封比较好，转速较高，负荷大，封闭性能好的可以使用齿轮油润滑；对于密封性不好，转速较低的可以使用半流体润滑脂润滑；对于禁油场合或高温场合可以使用二硫化钥超微粉润滑。
[0004]一般，齿轮箱润滑油的冷却和加热由各部件组成闭合回路。但是，现有的技术可靠性不高。具体地说，如果某一部件发生故障，会影响润滑油的温度控制，从而影响齿轮箱的正常运行，造成一些损失。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够提高润滑油热交换的开靠性，保证润滑油的温度保持在理想值处的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置。
[0006]为了实现上述技术目的，根据本发明的第一方面，提供了一种基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置，其特征在于包括:控制单元；以及均与控制单元连接的冷却系统、管套式换热器、布置在管套式换热器内管的进口处的第一温度传感器和第一压力传感器、布置在管套式换热器内管的出口处的第二温度传感器和第二压力传感器、布置在管套式换热器外管的进口处的第三温度传感器和第三压力传感器、布置在管套式换热器外管的出口处的第四温度传感器和第四压力传感器以及外管溶液进口阀门控制组件。
[0007]优选地，所述换热器I为U型管套式换热器。
[0008]优选地，控制单元启动第一温度传感器和第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器和第三压力传感器、第三温度传感器和第四温度传感器和第四压力传感器分别测量管套式换热器内管的进口处、管套式换热器内管的出口处、管套式换热器外管的进口处和管套式换热器外管的出口处的温度和液体压力；而且，控制单元根据测得的温度和液体压力的测量值，计算并输出所需的冷却液控制量，并且根据冷却液控制量利用外管溶液进口阀门控制组件控制管套式换热器外管的进口处的冷却液的流量。
[0009]根据本发明的第二方面，提供了一种基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置，其特征在于包括:风力发电机组启动开始工作时，风力发电机组进行自检以确定齿轮箱中是否存在故障；若自检结果为没有故障，则进入测温阶段，利用第一温度传感器和第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器和第三压力传感器、第三温度传感器和第四温度传感器和第四压力传感器分别测量管套式换热器内管的进口处、管套式换热器内管的出口处、管套式换热器外管的进口处和管套式换热器外管的出口处的温度和液体压力；随后，根据测得的温度和压力测量值，计算并输出所需的冷却液控制量，并且根据冷却液控制量利用外管溶液进口阀门控制组件控制管套式换热器外管的进口处的冷却液的流量。
[0010]优选地，若自检结果为出现故障，则自动由冷却系统的温度及压力传感器工作，并自动处理故障。
[0011]优选地，所述换热器I为U型管套式换热器。
[0012]针对现有的换热器可靠性较低的方面，本发明的智能换热器可在冷却系统某部件发生故障时，起到备用容错的作用，提高了可靠性。本发明的智能换热器具有结构简单，高效可靠等优点。保证在冷却系统其他部件发生故障时依然能完成润滑油的换热。确保齿轮箱的正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0014]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置的框图。
[0015]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置的流程图。
[0016]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0018]图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置的框图。
[0019]如图1所示，根据本发明优选实施例的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置包括:控制单元100 ;以及均与控制单元100连接的冷却系统20、管套式换热器1、布置在管套式换热器内管的进口处的第一温度传感器2和第一压力传感器3、布置在管套式换热器内管的出口处的第二温度传感器4和第二压力传感器5、布置在管套式换热器外管的进口处的第三温度传感器6和第三压力传感器7、布置在管套式换热器外管的出口处的第四温度传感器8和第四压力传感器9以及外管溶液进口阀门控制组件10。
[0020]冷却系统20是风力发电机组齿轮箱独立的冷却系统，例如风力发电机组齿轮箱现有的任意合适的冷却系统。由此，在内管的进口和出口、外管的进口和出口设置温度传感器和压力传感器，与冷却系统中的温度及压力传感器构成备用容错。
[0021]优选地，换热器I为U型管套式换热器，其热补偿性能好，承压能力较强。
[0022]下面将具体描述根据本发明优选实施例的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置的工作流程。图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置的流程图。
[0023]如图2所示，风力发电机组启动开始工作时，风力发电机组进行自检以确定齿轮箱中是否存在故障。若自检结果为没有故障，则进入测温阶段，控制单元100启动第一温度传感器2和第一压力传感器3、第二温度传感器4和第二压力传感器5和第三压力传感器
7、第三温度传感器6和第四温度传感器8和第四压力传感器9分别测量管套式换热器内管的进口处、管套式换热器内管的出口处、管套式换热器外管的进口处和管套式换热器外管的出口处的温度和液体压力。
[0024]随后，控制单元100根据第一温度传感器2和第一压力传感器3、第二温度传感器4和第二压力传感器5和第三压力传感器7、第三温度传感器6和第四温度传感器8和第四压力传感器9测得的温度和压力的测量值，计算并输出所需的冷却液控制量(即冷却液的流量)，并且根据冷却液控制量利用外管溶液进口阀门控制组件10控制管套式换热器外管的进口处的冷却液的流量。
[0025]例如，可以计算第一温度传感器2和第一压力传感器3、第二温度传感器4和第二压力传感器5和第三压力传感器7、第三温度传感器6和第四温度传感器8和第四压力传感器9测得的温度测量值的温度平均值以及压力测量值的压力平均值，从而获取与温度平均值和压力平均值的加权平均相对应的冷却液的流量；或者，可以计算第一温度传感器2与第二温度传感器4的第一差值以及第三温度传感器6与第四温度传感器8的第二差值从而获取与第一差值和第二差值的加权平均相对应的冷却液的流量。
[0026]若自检结果为出现故障，则自动由冷却系统20的温度及压力传感器工作，并自动处理故障。冷却系统20的自动处理可采用现有技术中任何适当的冷却系统20进行操作。
[0027]针对现有的换热器可靠性较低的方面，本发明的智能换热器可在冷却系统某部件发生故障时，起到备用容错的作用，提高了可靠性。本发明的智能换热器具有结构简单，高效可靠等优点。保证在冷却系统其他部件发生故障时依然能完成润滑油的换热。确保齿轮箱的正常工作。
[0028]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0029]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置，其特征在于包括:控制单元；以及均与控制单元连接的冷却系统、管套式换热器、布置在管套式换热器内管的进口处的第一温度传感器和第一压力传感器、布置在管套式换热器内管的出口处的第二温度传感器和第二压力传感器、布置在管套式换热器外管的进口处的第三温度传感器和第三压力传感器、布置在管套式换热器外管的出口处的第四温度传感器和第四压力传感器以及外管溶液进口阀门控制组件。
2.根据权利要求1所述的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置，其特征在于，所述换热器I为U型管套式换热器。
3.根据权利要求1所述的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置，其特征在于，控制单元启动第一温度传感器和第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器和第三压力传感器、第三温度传感器和第四温度传感器和第四压力传感器分别测量管套式换热器内管的进口处、管套式换热器内管的出口处、管套式换热器外管的进口处和管套式换热器外管的出口处的温度和液体压力；而且，控制单元根据测得的温度和液体压力的测量值，计算并输出所需的冷却液控制量，并且根据冷却液控制量利用外管溶液进口阀门控制组件控制管套式换热器外管的进口处的冷却液的流量。
4.一种基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热装置，其特征在于包括: 风力发电机组启动开始工作时，风力发电机组进行自检以确定齿轮箱中是否存在故障; 若自检结果为没有故障，则进入测温阶段，利用第一温度传感器和第一压力传感器、第二温度传感器和第二压力传感器和第三压力传感器、第三温度传感器和第四温度传感器和第四压力传感器分别测量管套式换热器内管的进口处、管套式换热器内管的出口处、管套式换热器外管的进口处和管套式换热器外管的出口处的温度和液体压力； 随后，根据测得的温度和压力测量值，计算并输出所需的冷却液控制量，并且根据冷却液控制量利用外管溶液进口阀门控制组件控制管套式换热器外管的进口处的冷却液的流量。
5.根据权利要求4所述的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热方法，若自检结果为出现故障，则自动由冷却系统的温度及压力传感器工作，并自动处理故障。
6.根据权利要求4或5所述的基于备用容错的风力发电机组齿轮箱润滑油智能换热方法，其特征在于，所述换热器I为U型管套式换热器。
【文档编号】F16H57/04GK103968050SQ201410196173
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】袁靖, 曾宪文, 高桂革, 肖浩, 王晖, 尹万杰 申请人:上海电机学院