風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，該方法包括步驟：（1）獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中各參數(shù)；（2）采用紅外測(cè)溫的方法對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組參數(shù)及葉片背風(fēng)面各部位表面溫度監(jiān)測(cè)部位選取在線式紅外線測(cè)溫儀；（3）在線式紅外線測(cè)溫儀參數(shù)的選擇及安裝；（4）選擇合適的在線式紅外線測(cè)溫儀安裝后，對(duì)運(yùn)行中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片背風(fēng)面的待測(cè)部位標(biāo)記為A進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，選取有周期性的峰值溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)獲得的峰值溫度數(shù)據(jù)繪制成溫度變化曲線，即為葉片背風(fēng)面的待測(cè)部位標(biāo)記為A的表面溫度變化曲線。該監(jiān)測(cè)方法易于操作且監(jiān)測(cè)結(jié)果精確。
【專利說(shuō)明】風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的溫度測(cè)量方法，具體是指風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片長(zhǎng)期暴露在室外環(huán)境下受紫外光的照射等自然環(huán)境的影響、葉片涂料會(huì)產(chǎn)生老化、磨損、粉化、開(kāi)裂等現(xiàn)象，風(fēng)電機(jī)組葉片體積巨大、維護(hù)成本較高，且風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中葉片不停轉(zhuǎn)動(dòng)且不方便停機(jī)檢查，所以對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行中葉片的實(shí)時(shí)監(jiān)控顯得更加重要。其中，葉片表面溫度是衡量葉片表面涂層情況的重要環(huán)境參數(shù)，對(duì)預(yù)測(cè)維護(hù)風(fēng)電機(jī)組葉片使用狀況以及風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)和表面防護(hù)涂料選擇具有重要參考價(jià)值。
[0003]針對(duì)上述情況，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地掌握葉片在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的表面溫度信息，以科學(xué)合理開(kāi)展針對(duì)性的設(shè)計(jì)、預(yù)防和保護(hù)顯得尤為重要。在現(xiàn)有技術(shù)中，還沒(méi)有辦法對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的有效辦法。因此，開(kāi)展運(yùn)行中葉片表面溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)及時(shí)預(yù)防和保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中的風(fēng)機(jī)葉片有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，該監(jiān)測(cè)方法易于操作且監(jiān)測(cè)結(jié)果精確。
[0005]本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，該方法包括如下步驟:
[0006](I)獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中各參數(shù)如下:葉片數(shù)量η、葉片轉(zhuǎn)速范圍R1?R2、葉片長(zhǎng)度L、與葉片根部距離a處的葉片寬度Wa ；
[0007](2)采用紅外測(cè)溫的方法對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組參數(shù)及葉片背風(fēng)面各部位表面溫度監(jiān)測(cè)部位選取在線式紅外線測(cè)溫儀，在線式紅外線測(cè)溫儀的參數(shù)包括:測(cè)量溫度范圍T1?T2，T1為測(cè)量溫度上限，T2為測(cè)量溫度下限，響應(yīng)時(shí)間t，探頭距離系數(shù)D:S ；
[0008](3)在線式紅外線測(cè)溫儀參數(shù)的選擇及安裝；
[0009](4)選擇合適的在線式紅外線測(cè)溫儀安裝后，對(duì)運(yùn)行中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片背風(fēng)面的待測(cè)部位標(biāo)記為A進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，所測(cè)的溫度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)規(guī)則性變化，選取有周期性的峰值溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)獲得的峰值溫度數(shù)據(jù)繪制成溫度變化曲線，即為葉片背風(fēng)面的待測(cè)部位標(biāo)記為A的表面溫度變化曲線；
[0010](5)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位采用與步驟(3)、(4)相同的方法進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲得葉片背風(fēng)面各部位的表面溫度變化曲線。
[0011]本發(fā)明中，所述步驟(3)在線式紅外線測(cè)溫儀參數(shù)的選擇及安裝的具體過(guò)程如下:
[0012](31)在線式紅外線測(cè)溫儀測(cè)量溫度范圍的選擇:根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組環(huán)境條件數(shù)據(jù)選取溫度測(cè)量范圍，在線式紅外線測(cè)溫儀的測(cè)量范圍應(yīng)大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境溫度范圍，測(cè)量溫度上限T1需高于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組環(huán)境最高空氣溫度30°C以上，測(cè)量溫度下限T2需低于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組環(huán)境最低空氣溫度10°C以上；
[0013](32)將在線式紅外線測(cè)溫儀的探頭置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙的頂端，探頭的放置位置與葉片根部處于同一水平面上，并且與葉片根部之間的距離為d’，探頭對(duì)準(zhǔn)葉片的背風(fēng)面，并且與水平面形成的仰角α，該仰角α在0°~arctan L/d’之間，即探頭在該角度α范圍內(nèi)能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠?qū)θ~片背風(fēng)面的各個(gè)部位進(jìn)行測(cè)量，將葉片背風(fēng)面待測(cè)部位標(biāo)記為A，a為待測(cè)部位A與葉片根部之間的距離，則此時(shí)探頭的仰角為arctan a/d’ ；
[0014](33)根據(jù)步驟(31)中確定的在線式紅外線測(cè)溫儀的安裝位置d’以及探頭的仰角
arctan a/d’，計(jì)算探頭與葉片背風(fēng)面待測(cè)部位A之間的測(cè)量距離
【權(quán)利要求】
1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，該方法包括如下步驟: (O獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中各參數(shù)如下:葉片數(shù)量η、葉片轉(zhuǎn)速范圍R1~R2、葉片長(zhǎng)度L、與葉片根部距離a處的葉片寬度Wa ； (2)采用紅外測(cè)溫的方法對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組參數(shù)及葉片背風(fēng)面各部位表面溫度監(jiān)測(cè)部位選取在線式紅外線測(cè)溫儀，在線式紅外線測(cè)溫儀的參數(shù)包括:測(cè)量溫度范圍T1~T2，T1為測(cè)量溫度上限，T2為測(cè)量溫度下限，響應(yīng)時(shí)間t，探頭距離系數(shù)D:S ； (3)在線式紅外線測(cè)溫儀參數(shù)的選擇及安裝； (4)選擇合適的在線式紅外線測(cè)溫儀安裝后，對(duì)運(yùn)行中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片背風(fēng)面的待測(cè)部位標(biāo)記為A進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，所測(cè)的溫度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)規(guī)則性變化，選取有周期性的峰值溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)獲得的峰值溫度數(shù)據(jù)繪制成溫度變化曲線，即為葉片背風(fēng)面的待測(cè)部位標(biāo)記為A的表面溫度變化曲線； (5)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位采用與步驟(3)、(4)相同的方法進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲得葉片背風(fēng)面各部位的表面溫度變化曲線。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:所述步驟(3)在線式紅外線測(cè)溫儀參數(shù)的選擇及安裝的具體過(guò)程如下: (31)在線式紅外線測(cè)溫儀測(cè)量溫度范圍的選擇:根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組環(huán)境條件數(shù)據(jù)選取溫度測(cè)量范圍，在線式紅外線測(cè)溫儀的測(cè)量范圍應(yīng)大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境溫度范圍，測(cè)量溫度上限T1需高于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組環(huán)境最高空氣溫度30°C以上，測(cè)量溫度下限T2需低于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組環(huán)境最低空氣溫度10°C以上； (32)將在線式紅外線測(cè)溫儀的探頭置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙的頂端，探頭的放置位置與葉片根部處于同一水平面上，并且與葉片根部之間的距離為d’，探頭對(duì)準(zhǔn)葉片的背風(fēng)面，并且與水平面形成的仰角α，該仰角α在0°~arctan L/d’之間，即探頭在該角度α范圍內(nèi)能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠?qū)θ~片背風(fēng)面的各個(gè)部位進(jìn)行測(cè)量，將葉片背風(fēng)面待測(cè)部位標(biāo)記為A，a為待測(cè)部位A與葉片根部之間的距離，則此時(shí)探頭的仰角為arctan a/d’ ； (33)根據(jù)步驟(31)中確定的在線式紅外線測(cè)溫儀的安裝位置d’以及探頭的仰角arctan a/d’，計(jì)算探頭與葉片背風(fēng)面待測(cè)部位A之間的測(cè)量距離dA=，根據(jù)該測(cè)量距離dA選取探頭距離系數(shù)D:S大于dA:4 π Wa2的在線式紅外線測(cè)溫儀，該探頭距離系數(shù)即為光學(xué)分辨率； (34)根據(jù)葉片轉(zhuǎn)速范圍及上述參數(shù)，確定所選用的在線式紅外線測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間要小于 60000*n*WA/ (2R2*a)。
3.根據(jù)權(quán)利2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:所述葉片背風(fēng)面各部位包括葉片尖端、中部和末端。
4.根據(jù)權(quán)利2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:所述的在線式紅外線測(cè)溫儀為單色紅外線測(cè)溫儀或者雙色紅外線測(cè)溫儀。
5.根據(jù)權(quán)利2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中葉片背風(fēng)面各部位表面溫度的在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:所述步驟(3)中的在線式紅外線測(cè)溫儀為多個(gè)，多個(gè)測(cè)溫儀集成安裝以滿足同時(shí)對(duì)葉片背風(fēng)面不同 部位的同時(shí)監(jiān)測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01J5/10GK103499394SQ201310413169
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】陳川, 黃海軍, 王俊, 揭敢新, 趙鉞 申請(qǐng)人:中國(guó)電器科學(xué)研究院有限公司