CN113958472A - 一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置及方法，该装置通过在风电机舱内安装波纹板分离装置，使从供风机提供的送风经蒸发器冷却后在波纹板通道内曲折前进，水蒸气和盐雾颗粒碰撞波纹板通道壁面而被吸附在壁面，从而实现了对送风的冷却、除盐、除水处理。此外，冷却***的冷凝器置于机舱外的盐水收集干燥池中，放出的热量可将盐水收集干燥池中的水分蒸发出去，形成高浓度的盐水，高浓度的盐水有吸湿作用，可以被送至机舱内部的浓盐吸附干燥池中，对机舱内的空气进一步的吸湿，而且析出的多余盐分还能作为工业盐产品产出。

Description

一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置及方法
技术领域
本发明属于海上风电领域，具体涉及一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置及方法。
背景技术
能源是人类社会发展的重要基础。以煤炭、石油为主的化石能源消费导致的环境污染、碳排放温室效应、能源枯竭等问题促使人类社会加快了开发和使用可再生能源为主要内容的新型清洁能源。相对于陆上区域，海上风能资源具有风速大、湍流强度低等优点，同时在海上开发风电不占用宝贵的陆上土地资源，对人类日常生产生活影响小。因此海上风电已经成为当前和未来风电的重要发展方向。
海上风电机组需要长期处于盐雾和高湿环境下。温度高、湿度大、盐雾多等恶劣的环境条件不仅缩短了机械、电气设备运行寿命(海上风电机组设计寿命20～30年)，而且导致检修成本高居不下。一方面，由于风机机舱内齿轮箱、轴承、电气设备发热量大且集中，可能导致局部区域温度过高(大于80℃)，过高的温度不仅降低了润滑油的粘度，影响了对齿轮箱的润滑作用，而且容易引起电气设备火灾；另一方面，由于海上风电机舱一般采用直通风风道强制风冷方式，从室外直接抽取空气进入逆变器房，然后经过逆变器散热风道(出风口)，排到室外。在这种情况下，外部的盐雾颗粒和潮气将被吸入逆变器，并在电路板、接插件、IGBT模块、配电开关、铜排电缆等内部部件上积累。盐雾腐蚀破坏过程中起主要作用的是氯离子。氯离子容易穿透金属表面的氧化层和防护层，与内部金属发生电化学反应。同时，氯离子含有一定的水合能，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝排挤并取代氧化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面，降低器件的绝缘能力和连接面的导电能力，导致产品失效。海上空气环境中的污染源主要为盐雾和湿尘，进一步地影响机械设备的寿命，电子设备的寿命。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于海上风电机舱的供风***装置及方法，不仅能为风电机舱提供满足低温、低湿、和低盐的空气，而且析出的多余盐分还能作为工业盐产品产出。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：本发明提供一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，包括冷却***和波纹板分离装置，所述冷却***中设置有蒸发器，其中：
所述蒸发器位于供风机的出风口，所述波纹板分离装置位于蒸发器的下风向位置，所述波纹板分离装置内的波纹板之间设置有供风通过的通道。
所述波纹板之间形成通道为S形通道。
所述冷却***还包括节流阀，所述节流阀安装在蒸发器的进口端管路上，用于调节冷却***内制冷剂的焓值。
还包括设置在蒸发器出口端管路上的压缩机，所述压缩机用于提高冷却***内部制冷剂的焓值。
所述节流阀出口至压缩机进口之间的管段和蒸发器的外表面设置有隔热层。
还包括盐水收集干燥池，所述盐水收集干燥池内设置有用于将盐水收集干燥池内的盐水中的水分蒸发出去的冷凝器，所述冷凝器连接在压缩机的输出端与蒸发器的输入端之间，所述盐水收集干燥池设置在机舱外。
还包括与盐水收集干燥池相连通的浓盐吸附干燥池，所述浓盐吸附干燥池设置在机舱内部，用于接收盐水收集干燥池中的浓盐水。
本发明还提供一种采用波纹板的海上风电机舱供风方法，包括以下步骤：
步骤一，用供风机为机舱送风，送风被蒸发器冷却至露点温度，送风中的水蒸气和盐雾析出；
步骤二，析出水蒸气和盐雾的送风进一步被送入机舱内的波纹板分离装置，送风在波纹板曲折通道内前进，而送风中的水蒸气和盐雾颗粒将碰撞通道壁面被吸附在壁面，在重力的作用下流至位于机舱外的盐水收集干燥池中，经吸附处理后的送风用于为机舱内部器件降温。
还包括冷凝器不断放热将盐水中的水分蒸发出去，形成高浓度的盐水，部分高浓度的盐水被重新送回机舱内部的浓盐吸附干燥池，用于吸附机舱内空气中的水蒸气。
所述高浓度的盐水可抽离浓盐吸附干燥池被继续蒸发并干燥，形成工业盐产品。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供了一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，通过在风机机舱内安装波纹板分离装置，使从供风机提供的送风经蒸发器冷却后在波纹板通道内曲折前进，水蒸气和盐雾颗粒碰撞波纹板通道壁面而被吸附在壁面，从而实现了对送风的冷却、除盐、除水处理。可为风机机舱内的设备器件进行降温，优化海上风电机组的工作环境，减少设备损坏，提高设备运行使用寿命。
进一步的，盐水收集干燥池设置在机舱外，可以避免盐水收集干燥池内因蒸发产生的水蒸气进入机舱内部，造成机舱内器件的损坏。
进一步的，部分高浓度的盐水被重新送回机舱内部的浓盐吸附干燥池，用于吸附机舱内空气中的水蒸气，对机舱内的空气进一步的吸湿，改善机舱内的环境，对减少设备损坏起到进一步加成的作用。
进一步的，高浓度的盐水可抽离浓盐吸附干燥池被蒸发并干燥，可以形成高纯度工业盐产品，空气中的盐雾被收集利用，改善海上环境，提高设备的附加值。
附图说明
图1为一种用于海上风电机舱的供风***装置的示意图
图2为波纹板分离装置俯视图
附图中：1表示风电机舱，2表示供风机，3表示蒸发器，4表示波纹板分离装置，5表示节流阀，6表示压缩机，7表示冷凝器，8表示盐水收集干燥池，9表示浓盐吸附干燥池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明提出的一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置及方法进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明提供了一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，包括供风机、冷却***、盐水容器和舱内的波纹板分离装置，供风机2用于向海上风电机组机舱内输送一定压力的送风。
如图2所示，波纹板分离装置4内的波纹板之间设置有供风通过的通道，且所述波纹板之间形成通道为S形通道，供风机提供的送风经蒸发器冷却后在波纹板的S形通道内曲折前进，水蒸气和盐雾颗粒碰撞波纹板通道壁面而被吸附在壁面，从而实现了对送风的冷却、除盐、除水处理，曲折的通道能够较大程度的提升水和盐的吸附效果。当然了，在本发明的某些优选实施例中，波纹板之间形成的通道还可以是其他曲折的线路。
在本发明的某一具体实施例中，冷却***中设置有蒸发器3，其中：所述蒸发器3位于供风机2的出风口，所述波纹板分离装置4位于蒸发器3的下风向位置，供风机2的送风首先经过蒸发器3进行冷却，从而实现送风中的水蒸气和盐雾以小水珠的形式析出，能够进一步增强波纹板分离装置4中波纹板的吸附效果。
在本发明的某一优选实施例中，冷却***还包括设置在蒸发器3出口端管路上的压缩机6，所述压缩机6用于提高冷却***内部制冷剂的焓值，还包括节流阀5，所述节流阀5安装在蒸发器3的进口端管路上，用于调节冷却***内制冷剂的焓值，所述节流阀5出口至压缩机6进口之间的管段和蒸发器3的外表面设置有隔热层，通过隔热层的设置能够有效的避免送风在遇到蒸发器3附近的管道以及蒸发器3的外表面形成凝结水，影响机舱内的工作环境；也就是说，供风机2的送风从蒸发器3的内部吹过，与蒸发管之间进行了换热，同时还能够有效的避免外表面出现凝结水的情况。
在本发明的某一优选实施例中，还通过在机舱外设置盐水收集干燥池8，所述盐水收集干燥池8内设置有用于将盐水收集干燥池8内的盐水中的水分蒸发出去的冷凝器7，所述冷凝器7连接在压缩机6的输出端与蒸发器3的输入端之间，盐水收集干燥池8内的冷凝器7不断放热将盐水中的水分蒸发出去，形成高浓度的盐水；还包括与盐水收集干燥池8相连通的浓盐吸附干燥池9，所述浓盐吸附干燥池9设置在机舱内部，用于接收盐水收集干燥池8中的浓盐水。高浓度的盐水有吸湿作用，部分高浓度的盐水被重新送回机舱内部的浓盐吸附干燥池9，用于吸附机舱内空气中的水蒸气，对机舱内的空气进一步的吸湿。所述浓盐吸附干燥池9的输入口与盐水收集干燥池8的输出口连通，且浓盐吸附干燥池9的输入口低于盐水收集干燥池8的输出口，通过重力的作用，可以使盐水收集干燥池8内的浓盐水顺利流入浓盐吸附干燥池9。所述机舱外的盐水收集干燥池8和机舱内部的浓盐吸附干燥池9中高浓度的盐水可抽离浓盐吸附干燥池9被继续蒸发掉其中的水分并干燥，可以进一步收集起来，形成工业盐产品。
当然了，在本发明的具体实施例中，还通过在盐水收集干燥池8与浓盐吸附干燥池9之间的连接管路上设置调节阀来对两者之间的浓盐水输送进行调节。
在本发明的某一优选实施例中，所述调节阀选用电磁阀。
在某一实施例中，采用波纹板的海上风电机舱具体供风方法如下：
(1)用供风机2为机舱送风，送风被蒸发器3冷却至露点温度，送风中的水蒸气和盐雾会以小水珠的形式析出；
(2)析出水蒸气和盐雾的送风进一步被送入机舱内的波纹板分离装置4，送风在波纹板曲折通道内前进，而送风中的水蒸气和盐雾颗粒将碰撞通道壁面被吸附在壁面，在重力的作用下流至位于机舱外的盐水收集干燥池8中，经吸附降温、除湿、除盐处理后的送风用于为机舱内部器件降温。
海洋环境中的空气温度高、湿度大、盐雾多，本发明包括两个循环回路，分别为外循环和内循环，其中：
外循环是指经蒸发器3和波纹板分离装置4处理后的送风进入风电机组的机舱内部进行循环换热，然后从机舱底部排出大气，适用于外部环境温度较低的情形；
内循环是指经蒸发器3和波纹板分离装置4处理后的送风被返回送入供风机2的入口，继续进一步的降温、除湿和除盐处理到温度、湿度、盐度达到要求后，再进入机舱内部，适用于外部温度较高的情形。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，其特征在于，包括冷却***和波纹板分离装置(4)，所述冷却***中设置有蒸发器(3)，其中：
所述蒸发器(3)位于供风机(2)的出风口，所述波纹板分离装置(4)位于蒸发器(3)的下风向位置，所述波纹板分离装置(4)内的波纹板之间设置有供风通过的通道。
2.根据权利要求1所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，其特征在于，所述波纹板之间形成通道为S形通道。
3.根据权利要求1所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，其特征在于，所述冷却***还包括节流阀(5)，所述节流阀(5)安装在蒸发器(3)的进口端管路上，用于调节冷却***内制冷剂的焓值。
4.根据权利要求1所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，其特征在于，还包括设置在蒸发器(3)出口端管路上的压缩机(6)，所述压缩机(6)用于提高冷却***内部制冷剂的焓值。
5.根据权利要求3所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，其特征在于，所述节流阀(5)出口至压缩机(6)进口之间的管段和蒸发器(3)的外表面设置有隔热层。
6.根据权利要求1所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，其特征在于，还包括盐水收集干燥池(8)，所述盐水收集干燥池(8)内设置有用于将盐水收集干燥池(8)内的盐水中的水分蒸发出去的冷凝器(7)，所述冷凝器(7)连接在压缩机(6)的输出端与蒸发器(3)的输入端之间，所述盐水收集干燥池(8)设置在机舱外。
7.根据权利要求1所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风***装置，其特征在于，还包括与盐水收集干燥池(8)相连通的浓盐吸附干燥池(9)，所述浓盐吸附干燥池(9)设置在机舱内部，用于接收盐水收集干燥池(8)中的浓盐水。
8.一种采用波纹板的海上风电机舱供风方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，用供风机(2)为机舱送风，送风被蒸发器(3)冷却至露点温度，送风中的水蒸气和盐雾析出；
步骤二，析出水蒸气和盐雾的送风进一步被送入机舱内的波纹板分离装置(4)，送风在波纹板曲折通道内前进，而送风中的水蒸气和盐雾颗粒将碰撞通道壁面被吸附在壁面，在重力的作用下流至位于机舱外的盐水收集干燥池(8)中，经吸附处理后的送风用于为机舱内部器件降温。
9.根据权利要求8所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风方法，其特征在于，还包括冷凝器(7)不断放热将盐水中的水分蒸发出去，形成高浓度的盐水，部分高浓度的盐水被重新送回机舱内部的浓盐吸附干燥池(9)，用于吸附机舱内空气中的水蒸气。
10.根据权利要求9所述的一种采用波纹板的海上风电机舱供风方法，其特征在于，所述高浓度的盐水可抽离浓盐吸附干燥池(9)被继续蒸发并干燥，形成工业盐产品。
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