1.本发明涉及风力发电机组技术领域，具体涉及一种叶片喷淋除冰系统。
背景技术：2.近年来，全球可再生能源利用年增长率达到25％，可再生能源的利用将以电力行业为主导，非水力可再生能源的发电比例将扩大两倍。据统计，2002年可再生能源的消费虽约14亿t油当量，2030年将超过22亿t油当量。风能发电作为除水力发电外技术最成熟的一种可再生能源发电，其装机容量占整个可再生能源发电装机总容员的绝大部分。
3.风力发电就是把风的动能转化为电能的一种发电方式，风力发电所需要的装置称作风力发电机组，该风机一般包括叶轮、发电机和塔筒三部分。风机的工作环境在风力资源较为丰富的室外，在空气温度较低或者遇到雨雪天气的时候，叶片上可能会结冰，风机的叶片结冰会改变叶片的气动外形，风机在叶片结冰的状况下运行会明显降低功率输出，增大风机的载荷，严重时甚至导致风机长时间停机，严重影响风电场的电力生产。
4.中国专利号cn202010319457.4一种风力发电机组叶片除冰装置和风力发电机组，涉及风力发电技术领域。该风力发电机组叶片除冰装置包括变桨系统、加热组件、电源组件和电流检测组件。变桨系统中设置有驱动器，电源组件、驱动器和加热组件依次连接。电流检测组件安装在加热组件和电源组件之间的电路上，并与驱动器连接。驱动器中设置有预设电流值，驱动器能够在电流检测组件检测到的电流值大于预设电流值时控制加热组件与电源组件之间断电。
5.现有技术中的对发电机组的叶片进出除冰的方式大多分为两种，一种在叶片的内部增加具有加热功能的管道，对叶片进行加热除冰，该方式大量的管道铺设增加了叶片自重，使得发电机组发电的效率降低，因此该方式不太可取，另外一种方式为在发电机组的塔筒上安装具有喷洒除冰剂的管道对叶片进行喷洒除冰剂，然而发电机组的叶片在进行喷洒除冰剂时，除冰剂无法对叶片的正面进行喷洒导致除冰不干净，并且除冰时需要考虑风向，给叶片除冰的工作带来了较大的局限性。因此，亟需设计一种叶片喷淋除冰系统来解决上述问题。
技术实现要素：6.本发明的目的是提供一种叶片喷淋除冰系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种叶片喷淋除冰系统，包括机组本体、除冰剂喷射单元、控制模块、通讯模块、结冰检测模块和远程监控平台；
9.所述机组本体包括塔筒、位置检测模块、机舱和刹车模块，所述机舱安装在塔筒的顶端，且机舱具有根据风向进行偏航调整功能，所述机舱的一侧设置有用于风力发电的叶轮，所述机舱的内部设置有发电机，所述发电机的输入轴与叶轮呈固定连接，所述叶轮包括
呈中心对称分布的叶片；
10.所述除冰剂喷射单元包括环形管和储液罐，所述环形管固定安装于叶片根部的外壁上，所述环形管的底部外壁通过螺纹连接有呈中心对称分布的喷嘴，所述环形管的一侧外壁一体成型有连连接筒，所述机舱的一侧外壁活动插接有伸缩管，所述伸缩管的一侧设置有用于伸缩管与连接筒对接的驱动机构，所述储液罐的顶部通过螺栓连接有水泵，所述水泵的进水端延伸至储液罐的内部，所述水泵的出水口与伸缩管通过管道连接；
11.所述结冰检测模块包括安装在机舱顶部的温湿度传感器一，所述温湿度传感器一和水泵分别通过导线与控制模块呈电性连接。
12.优选的，所述驱动机构包括马达，所述马达通过螺栓连接在机舱的底部内壁，所述伸缩管的内部通过螺纹连接有螺杆，所述螺杆的一端与马达通过销柱连接。
13.优选的，所述机舱的底部外壁通过螺栓连接有滑轨，所述伸缩管滑动连接在滑轨的顶部。
14.优选的，所述连连接筒的一端设置有密封圈，所述伸缩管的一端设置有与密封圈相适配的锥形端。
15.优选的，所述位置检测模块安装于发电机码盘上，所述位置检测模块用于检测每支叶片的位置和转速，所述刹车模块用于叶轮的制动。
16.优选的，所述结冰检测模块还包括安装在塔筒底部外壁的温湿度传感器二，所述温湿度传感器二与控制模块通过导线呈电性连接。
17.优选的，所述储液罐的一侧外壁分别内嵌有液位传感器和加热器，所述液位传感器位于加热器的顶部，所述液位传感器和加热器分别通过导线与控制模块呈电性连接。
18.优选的，所述塔筒的底部设置有泵站，所述泵站和液位传感器与控制模块通过导线呈电性连接。
19.优选的，所述塔筒的一侧外壁通过螺栓连接有摄像头，所述摄像头和控制模块通过通讯模块与远程监控平台呈通讯连接。
20.在上述技术方案中，本发明提供的一种叶片喷淋除冰系统，有益效果为：
21.(1)本发明通过向环形管的内部通入除冰剂，使得除冰剂能够对叶轮的叶片从根部四周向下湿润除冰，解决了现有技术对叶片除冰时除冰剂无法对叶片的正面进行喷洒导致除冰不干净的缺点，并且除冰时无需考虑风向。
22.(2)本发明通过温湿度传感器一和温湿度传感器二对机组不同位置的温湿度进行检测，并结合大数据综合分析，在准确预判结冰条件下，使得控制模块根据位置检测模块检测的每个叶片的位置启动刹车模块对叶轮进行准确刹车，进而使得驱动机构能够准确的将伸缩管与圆形管的连接筒进行自动对接，因此实现了叶轮的叶片除冰更加智能的效果。
23.(3)本发明通过加热器对储液罐内部的除冰剂进行加热，使得除冰剂在除冰时的效率更高，通过设置的锥形端和密封圈，使得伸缩管与环形管的连接筒进行对接时的密封效果更好，增加了除冰系统除冰时的可靠性。
24.(4)本发明通过液位传感器对储液罐内部的除冰剂的液位进行监测，使得液位过低时，通过控制模块控制泵站将除冰剂向储液罐内部进行自动输送，因此实现了除冰系统能够对除冰剂进行自动补充的效果。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明一种叶片喷淋除冰系统实施例提供的系统框图。
27.图2为本发明一种叶片喷淋除冰系统实施例提供的整体结构示意图。
28.图3为本发明一种叶片喷淋除冰系统实施例提供的内部结构示意图。
29.图4为本发明一种叶片喷淋除冰系统实施例提供的环形管结构示意图。
30.图5为本发明一种叶片喷淋除冰系统实施例提供的a处放大结构示意图。
31.图6为本发明一种叶片喷淋除冰系统实施例提供的储液罐结构示意图。
32.图7为本发明一种叶片喷淋除冰系统实施例提供的控制流程图。
33.附图标记说明：
34.1机组本体、2机舱、3塔筒、4叶轮、5温湿度传感器一、6储液罐、7加热器、8液位传感器、9水泵、10环形管、11连接筒、12伸缩管、13锥形端、14滑轨、15螺杆、16马达、17喷嘴、18密封圈、19温湿度传感器二、20发电机、21泵站、22摄像头。
具体实施方式
35.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
36.如图1-7所示，本发明实施例提供的一种叶片喷淋除冰系统，包括机组本体1、除冰剂喷射单元、控制模块、通讯模块、结冰检测模块和远程监控平台；
37.机组本体1包括塔筒3、位置检测模块、机舱2和刹车模块，机舱2安装在塔筒3的顶端，且机舱2具有根据风向进行偏航调整功能，机舱2的一侧设置有用于风力发电的叶轮4，机舱2的内部设置有发电机20，发电机20的输入轴与叶轮4呈固定连接，叶轮4包括呈中心对称分布的叶片；
38.除冰剂喷射单元包括环形管10和储液罐6，环形管10固定安装于叶片根部的外壁上，环形管10的底部外壁通过螺纹连接有呈中心对称分布的喷嘴17，环形管10的一侧外壁一体成型有连连接筒11，机舱2的一侧外壁活动插接有伸缩管12，伸缩管12的一侧设置有用于伸缩管12与连接筒11对接的驱动机构，储液罐6的顶部通过螺栓连接有水泵9，水泵9的进水端延伸至储液罐6的内部，水泵9的出水口与伸缩管12通过管道连接；
39.结冰检测模块包括安装在机舱2顶部的温湿度传感器一5，温湿度传感器一5和水泵9分别通过导线与控制模块呈电性连接。
40.具体的，本实施例中，包括机组本体1、除冰剂喷射单元、控制模块、通讯模块、结冰检测模块和远程监控平台，机组本体1为现有技术的风力发电的机组，除冰剂喷射单元用于喷射除冰剂对机组本体1进行除冰；
41.机组本体1包括塔筒3、位置检测模块、机舱2和刹车模块，刹车模块为为现有机组本体1固有部分，机舱2安装在塔筒3的顶端，且机舱2具有根据风向进行偏航调整功能，机舱2的一侧设置有用于风力发电的叶轮4，机舱2的内部设置有发电机20，发电机20的输入轴与叶轮4呈固定连接，叶轮4包括呈中心对称分布的叶片，除冰剂喷射单元用于喷射除冰剂对
叶片上的冰层进行除冰；
42.除冰剂喷射单元包括环形管10和储液罐6，储液罐6内部具有除冰剂，环形管10固定安装于叶片根部的外壁上，环形管10的底部外壁通过螺纹连接有呈中心对称分布的喷嘴17，喷嘴17用于将除冰剂在叶片根部进行均匀的喷洒，环形管10的一侧外壁一体成型有连连接筒11，机舱2的一侧外壁活动插接有伸缩管12，伸缩管12内部中空，伸缩管12的一侧设置有用于伸缩管12与连接筒11对接的驱动机构，储液罐6的顶部通过螺栓连接有水泵9，水泵9的进水端延伸至储液罐6的内部，水泵9的出水口与伸缩管12通过管道连接，使得水泵9能够将储液罐6内部的除冰剂输送进入环形管10的内部；
43.结冰检测模块包括安装在机舱2顶部的温湿度传感器一5，温湿度传感器一5和水泵9分别通过导线与控制模块呈电性连接，温湿度传感器一5的型号为bm100，利用温湿度传感器一5对机舱2顶部的温湿度进行实时监测，并通过大数据准确预判叶片结冰，在预判出结冰时，将结冰上传给信息远程监控平台发出警报。
44.本发明提供的一种叶片喷淋除冰系统，本发明通过向环形管10的内部通入除冰剂，使得除冰剂能够对叶轮4的叶片从根部四周向下湿润除冰，解决了现有技术对叶片除冰时除冰剂无法对叶片的正面进行喷洒导致除冰不干净的缺点，并且除冰时无需考虑风向。
45.本发明提供的另一个实施例中，驱动机构包括马达16，马达16通过螺栓连接在机舱2的底部内壁，伸缩管12的内部通过螺纹连接有螺杆15，螺杆15的一端与马达16通过销柱连接，马达16与控制模块通过导线呈电性连接，利用控制模块控制马达16进行工作，使得马达16带动螺杆15进行转动，使得螺杆带动伸缩管12与连接筒11进行对接。
46.本发明提供的另一个实施例中，机舱2的底部外壁通过螺栓连接有滑轨14，伸缩管12滑动连接在滑轨14的顶部，利用滑轨14对伸缩管12的运动提供导向的作用。
47.本发明提供的再一个实施例中，连连接筒11的一端设置有密封圈18，伸缩管12的一端设置有与密封圈18相适配的锥形端13，通过锥形端13和密封圈18，使得伸缩管12与环形管10的连接筒11进行对接时的密封效果更好，增加了除冰系统除冰时的可靠性。
48.本发明提供的再一个实施例中，位置检测模块安装于发电机20码盘上，位置检测模块用于检测每支叶片的位置和转速，刹车模块用于叶轮4的制动，通过位置检测模块能够准确的检测到每支叶片的准确位置，并对每支叶片在除冰的位置预设在同一处，该处位置能够使得叶片垂直向下。
49.本发明提供的再一个实施例中，结冰检测模块还包括安装在塔筒3底部外壁的温湿度传感器二19，温湿度传感器二19与控制模块通过导线呈电性连接，利用温湿度传感器二19对塔筒3底部的温湿度进行检测，便于对机组本体1存在的环境的温湿度进行综合分析，有利于准确判断叶片结冰的条件。
50.本发明提供的再一个实施例中，储液罐6的一侧外壁分别内嵌有液位传感器8和加热器7，液位传感器8位于加热器7的顶部，液位传感器8和加热器7分别通过导线与控制模块呈电性连接，利用加热器7对储液罐6内部的除冰剂进行加热，储液罐6内部还安装用于检测除冰剂温度的温度传感器，使得控制模块能够控制加热器7将除冰剂控制加热到指定的温度时停止工作，使得除冰剂的温度能够保持恒定。
51.本发明提供的再一个实施例中，塔筒3的底部设置有泵站21，泵站21和液位传感器8与控制模块通过导线呈电性连接，通过液位传感器8对储液罐6内部的除冰剂的液位进行
监测，使得液位过低时，通过控制模块控制泵站21将除冰剂向储液罐6内部进行自动输送。
52.本发明提供的再一个实施例中，塔筒3的一侧外壁通过螺栓连接有摄像头22，摄像头22和控制模块通过通讯模块与远程监控平台呈通讯连接，利用摄像头22对叶片的结冰状态进行采像，使得工作人员能够通过远程监控平直接的观察到每个叶片的结冰状态。
53.工作原理：通过远程监控平台对机组本体1除冰系统进行实时监测，监测塔基、机舱2温度、湿度，监测储液罐6内融冰剂的温度、液位，接收结冰、叶片位置、停机等信号，当结冰检测模块检测到叶片结冰信号，在达到停机条件后停止机组本体1运行，开展除冰作业，本地或远程将偏航到安装阶段设定的偏航位置，使得伸缩管12的方向与连接筒11对接的方向对应，通过叶片位置检测模块得知叶轮4转动时三支叶片的具体位置与叶片转速，当每个叶片逐个达到预定的除冰位置时，通过控制模块控制刹车模块对叶轮4进行刹车，此时正在除冰的叶片垂直向下，并使得控制模块控制马达16进行工作，使得马达16带动螺杆15进行转动，进而使得螺杆15带动伸缩管12与叶片根部的连接管进行对接，并通过控制模块自动控制水泵9进行工作，使得水泵9将储液罐6内部的除冰剂输送到环形管10的内部，使得除冰剂从多个喷嘴17在对叶片的根部进行喷洒，使得除冰剂自上而下的沿着叶片表面对冰层进行除冰，通过摄像头22观察叶片上的除冰是否完全，待该叶片除冰完成时然后再对下一叶片进行除冰。
54.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
技术特征：1.一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，包括机组本体(1)、除冰剂喷射单元、控制模块、通讯模块、结冰检测模块和远程监控平台；所述机组本体(1)包括塔筒(3)、位置检测模块、机舱(2)和刹车模块，所述机舱(2)安装在塔筒(3)的顶端，且机舱(2)具有根据风向进行偏航调整功能，所述机舱(2)的一侧设置有用于风力发电的叶轮(4)，所述机舱(2)的内部设置有发电机(20)，所述发电机(20)的输入轴与叶轮(4)呈固定连接，所述叶轮(4)包括呈中心对称分布的叶片；所述除冰剂喷射单元包括环形管(10)和储液罐(6)，所述环形管(10)固定安装于叶片根部的外壁上，所述环形管(10)的底部外壁通过螺纹连接有呈中心对称分布的喷嘴(17)，所述环形管(10)的一侧外壁一体成型有连连接筒(11)，所述机舱(2)的一侧外壁活动插接有伸缩管(12)，所述伸缩管(12)的一侧设置有用于伸缩管(12)与连接筒(11)对接的驱动机构，所述储液罐(6)的顶部通过螺栓连接有水泵(9)，所述水泵(9)的进水端延伸至储液罐(6)的内部，所述水泵(9)的出水口与伸缩管(12)通过管道连接；所述结冰检测模块包括安装在机舱(2)顶部的温湿度传感器一(5)，所述温湿度传感器一(5)和水泵(9)分别通过导线与控制模块呈电性连接。2.根据权利要求1所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述驱动机构包括马达(16)，所述马达(16)通过螺栓连接在机舱(2)的底部内壁，所述伸缩管(12)的内部通过螺纹连接有螺杆(15)，所述螺杆(15)的一端与马达(16)通过销柱连接。3.根据权利要求2所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述机舱(2)的底部外壁通过螺栓连接有滑轨(14)，所述伸缩管(12)滑动连接在滑轨(14)的顶部。4.根据权利要求1所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述连连接筒(11)的一端设置有密封圈(18)，所述伸缩管(12)的一端设置有与密封圈(18)相适配的锥形端(13)。5.根据权利要求1所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述位置检测模块安装于发电机(20)码盘上，所述位置检测模块用于检测每支叶片的位置和转速，所述刹车模块用于叶轮(4)的制动。6.根据权利要求1所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述结冰检测模块还包括安装在塔筒(3)底部外壁的温湿度传感器二(19)，所述温湿度传感器二(19)与控制模块通过导线呈电性连接。7.根据权利要求1所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述储液罐(6)的一侧外壁分别内嵌有液位传感器(8)和加热器(7)，所述液位传感器(8)位于加热器(7)的顶部，所述液位传感器(8)和加热器(7)分别通过导线与控制模块呈电性连接。8.根据权利要求1所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述塔筒(3)的底部设置有泵站(21)，所述泵站(21)和液位传感器(8)与控制模块通过导线呈电性连接。9.根据权利要求1所述的一种叶片喷淋除冰系统，其特征在于，所述塔筒(3)的一侧外壁通过螺栓连接有摄像头(22)，所述摄像头(22)和控制模块通过通讯模块与远程监控平台呈通讯连接。
技术总结本发明公开了一种叶片喷淋除冰系统，包括机组本体、除冰剂喷射单元、控制模块、通讯模块、结冰检测模块和远程监控平台；机组本体包括塔筒、位置检测模块、机舱和刹车模块，机舱安装在塔筒的顶端，且机舱具有根据风向进行偏航调整功能，机舱的一侧设置有用于风力发电的叶轮，机舱的内部设置有发电机，发电机的输入轴与叶轮呈固定连接，叶轮包括呈中心对称分布的叶片，除冰剂喷射单元包括环形管和储液罐。本发明通过向环形管的内部通入除冰剂，使得除冰剂能够对叶轮的叶片从根部四周向下湿润除冰，解决了现有技术对叶片除冰时除冰剂无法对叶片的正面进行喷洒导致除冰不干净的缺点，并且除冰时无需考虑风向。除冰时无需考虑风向。除冰时无需考虑风向。
技术研发人员：董礼 张绍强 田祥
受保护的技术使用者：中广核（湖北）综合能源服务有限公司
技术研发日：2022.05.10
技术公布日：2022/7/5
