風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)

魏禮開

摘要：近年來，在我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入影響下，人們對環(huán)保新能源的的研究與利用高度重視，而風(fēng)能就是當(dāng)前時期一種高效的環(huán)保新能源。風(fēng)能發(fā)電機(jī)就是新時期我國風(fēng)能利用的主要設(shè)備，其機(jī)艙散熱對其運(yùn)行具有重要影響意義，直接關(guān)系到了風(fēng)能發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。本文就風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱進(jìn)行分析，探究影響其散熱性能的主要因素，提出其結(jié)構(gòu)改進(jìn)方式，以提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱性能，推動我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī);機(jī)艙散熱;結(jié)構(gòu)改進(jìn)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后由所轉(zhuǎn)化的機(jī)械能帶動其內(nèi)部轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)交流電輸出的一種現(xiàn)代化環(huán)保型能源電力設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般情況下由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、調(diào)向器、塔架、限速安全以及儲能裝置等構(gòu)建共同組成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過程中，其機(jī)艙散熱性能起到了重要影響，直接關(guān)系到了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。因此，需要注重對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，以提升其性能。

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱影響因素分析

風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為現(xiàn)代化環(huán)保能源利用的機(jī)械設(shè)備，其運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生大量的熱能，對其內(nèi)部機(jī)械原件以及設(shè)備結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱能影響，進(jìn)而加劇機(jī)械原件的磨損，影響其使用壽命。 因此，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱影響因素進(jìn)行分析，對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙結(jié)構(gòu)改良有著重要意義，是推動我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)發(fā)展的重要途徑。目前階段，風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱影響因素主要包含以下幾個方面：

第一，進(jìn)風(fēng)速度方面的影響。風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙溫度主要是轉(zhuǎn)子所在的齒輪箱表面溫度形成的，因此對其機(jī)艙溫度產(chǎn)生影響的首要因素就是進(jìn)風(fēng)速度對齒輪箱表面溫度產(chǎn)生的影響[1]。進(jìn)風(fēng)速度作為影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙內(nèi)部送風(fēng)量的決定性因素，會直接影響機(jī)艙內(nèi)部的空氣環(huán)境，通過機(jī)艙內(nèi)空氣流動速度的增加，就能夠降低其機(jī)艙熱量。因此，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙溫度影響與控制中，增加進(jìn)風(fēng)速度時，就會使機(jī)艙內(nèi)部的風(fēng)速流動擴(kuò)大，冷空氣增多，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對齒輪箱表面溫度的降低，實(shí)現(xiàn)對機(jī)艙溫度的影響。

第二，進(jìn)風(fēng)溫度方面的影響。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙內(nèi)部進(jìn)風(fēng)速度相同的情況下，進(jìn)風(fēng)溫度也是影響機(jī)艙內(nèi)部齒輪箱表面溫度的主要影響因素之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙進(jìn)風(fēng)溫度越高，其就會在機(jī)艙內(nèi)部對齒輪箱表面溫度產(chǎn)生更大的影響，并且會由于機(jī)艙外部熱空氣的大量進(jìn)入，導(dǎo)致機(jī)艙內(nèi)部的冷空氣含量持續(xù)下降，使機(jī)艙內(nèi)部的換熱系數(shù)持續(xù)減小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行設(shè)備周圍的熱空氣逐漸增加，艙內(nèi)的原有熱空氣排出也受到不利影響，就會逐漸在機(jī)艙內(nèi)部積聚，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙內(nèi)部溫度持續(xù)升高。

第三，齒輪箱表面發(fā)熱量方面的影響。齒輪箱作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙內(nèi)部溫度產(chǎn)生的主要結(jié)構(gòu)，齒輪箱在風(fēng)力發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行或者限功率運(yùn)行時，其運(yùn)行功率會直接影響到齒輪箱表面的發(fā)熱量，也就直接決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙內(nèi)部的環(huán)境條件，影響到了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙溫度。與此同時，齒輪箱表面發(fā)熱量高也會對齒輪的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，無法保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究

為了提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，強(qiáng)化其發(fā)電效率，就需要通過對其機(jī)艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，以降低其機(jī)艙運(yùn)行溫度，延長其運(yùn)行壽命。在對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙結(jié)構(gòu)改進(jìn)中，需要根據(jù)影響其機(jī)艙散熱的主要因素采用針對性策略進(jìn)行機(jī)艙結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以提升其機(jī)艙散熱性能[2]。風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱結(jié)構(gòu)改進(jìn)的策略主要包含以下方面：

第一，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙進(jìn)風(fēng)量方面的改造。風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙進(jìn)風(fēng)速度和進(jìn)風(fēng)量作為影響機(jī)艙散熱性能的主要因素，在其機(jī)艙結(jié)構(gòu)改造以提升其散熱性能的過程中，就要注重對其機(jī)艙進(jìn)風(fēng)量的增加。因此，可以在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙進(jìn)風(fēng)口安裝聚風(fēng)罩，增加其進(jìn)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)量。然后也可以在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙底部增設(shè)聚風(fēng)罩，增加其進(jìn)風(fēng)口數(shù)量，不僅能夠有效提升機(jī)艙內(nèi)部的進(jìn)風(fēng)速度和進(jìn)風(fēng)量，也有助于機(jī)艙內(nèi)部的冷空氣流動，提升機(jī)艙的散熱性能。

第二，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙進(jìn)風(fēng)溫度方面的改造。風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度作為直接影響機(jī)艙內(nèi)部齒輪箱溫度的主要因素，在對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙改造中，也要注重對進(jìn)風(fēng)溫度的控制與調(diào)節(jié)，以降低機(jī)艙內(nèi)部齒輪箱表面的溫度。因此，可以在機(jī)艙進(jìn)風(fēng)口加裝降溫裝置，在機(jī)艙進(jìn)風(fēng)時，能夠全面降低進(jìn)風(fēng)的溫度。這就能夠?yàn)闄C(jī)艙內(nèi)部齒輪箱運(yùn)行創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的空氣環(huán)境，促進(jìn)機(jī)艙內(nèi)部熱空氣的排出，增加機(jī)艙內(nèi)部冷空氣的輸入量，進(jìn)而通過冷空氣在機(jī)艙內(nèi)部齒輪箱表面的流動，帶走齒輪箱表面的熱量，提升機(jī)艙內(nèi)部的散熱性能。

第三，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙齒輪箱表面發(fā)熱量方面的改造。風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱性能提升的結(jié)構(gòu)改造工作中，要把對機(jī)艙內(nèi)齒輪箱表面發(fā)熱量改進(jìn)作為主要突破點(diǎn)，降低齒輪箱表面的熱量散發(fā)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)艙內(nèi)部溫度的降低，提升其散熱效果。因此，可以采用抗高溫材料進(jìn)行齒輪箱改造，降低齒輪箱表面的熱量散發(fā)，進(jìn)而改善機(jī)艙內(nèi)部的空氣環(huán)境，降低齒輪箱表面溫度散發(fā)對機(jī)艙內(nèi)部空氣環(huán)境產(chǎn)生的熱量影響，降低機(jī)艙內(nèi)部的熱能系數(shù)，提升其散熱性能。

結(jié)束語

風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為當(dāng)前環(huán)保型能源使用的重要成果體現(xiàn)，對于我國電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展都有著重要意義，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造是提升其運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的重要舉措，更是延長其使用壽命的重要途徑，對于我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展有著重要的推動作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜亮， 趙晶， 閻明印. Heat Dissipation and Structural Improvement of Wind-Driven Generator Engine Room%風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙散熱分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J]. 機(jī)械工程與自動化， 2018， 000（003）：70-71，74.

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