一、什么是风电机组冷却系统？

        风力发电机运行过程中，齿轮箱、发电机、控制变频器、刹车机构、调向装置及变桨系统等部件都会产生热量，其热量大小取决于设备类型及厂商的生产工艺。目前，兆瓦级机组中主要散热部件为齿轮箱、发电机和控制变频器。温度过高会对设备运行、使用寿命产生一定影响，所以风电机组需要冷却系统。

        风力发电机组散热量来自机舱内各个组件，对机组采用的冷却方案取决于机组所选用的设备类型、散热量大小和组件在机舱内部的位置等因素。

        空冷方式是指利用空气与风力发电机组直接进行热交换达到冷却效果，包括自然通风冷却和强制风冷两种方式。

1.自然通风冷却

        自然通风是指风力发电机组不设置任何冷却设备，机组暴露在空气中，由空气自然流通将热量带走。早期的风力发电机组发电功率和散热量都较小，只需通过自然通风即可满足冷却需求。

2.强制风冷

        强制风冷是指在自然通风无法满足冷却需求时，通过在风力发电机组内部设置风扇，当机舱内的空气温度超过某一值时，控制系统将机舱与外界相连的片状阀开启，并使用风扇对风力发电机组内各部件进行强制鼓风从而达到冷却效果。

        强制风冷系统在具体实施时还可根据系统散热量的大小和各部件的散热特性选用不同的冷却方式。一般功率在300kW以下的机组，其齿轮箱多数是靠齿轮转动搅油飞溅润滑，齿轮箱的热平衡受机舱内通风条件的影响较大，且发电机与控制变频器的散热量较小，因此可在齿轮箱高速轴上装冷却风扇，随齿轮箱运转鼓风强化散热，同时还可加大机组内部通风空间和绕组内部风道，增大热交换面积，达到对系统各部件冷却的效果。

        风冷系统具有结构简单、初投资与运行费用都较低、利于管理与维护等优点，然而其制冷效果受气温影响较大，制冷量较小，同时由于机舱要保持通风，导致风沙和雨水侵蚀机舱内部件，不利于机组的正常运行。

        对于兆瓦级的风力发电机组而言，其齿轮箱与发电机的发热量较大，通常需采用液冷方式进行冷却。液体工质的密度与比热容都远远大于气体工质，因此冷却系统采用液体冷却介质时能够获得更大的制冷量而结构更为紧凑，能有效地解决风冷系统制冷量小与体积庞大的问题。

        冷却系统内冷却介质先流经油冷器，与高温的齿轮箱润滑油进行热交换，带走齿轮箱所产生的热量，然后流入设置在发电机定子绕组周围的换热器，吸收发电机产生的热量，最后由水泵送至外部散热器进行冷却，再继续进行下一轮循环热交换。

        在通常情况下，冷却水泵始终保持工作，循环将系统内部热量带至外部散热器进行散热。而润滑油泵可由齿轮箱箱体内的温度传感器控制，当油温高于额定温度时，润滑油泵启动，油被送到齿轮箱外的油冷器进行冷却。当油温低于额定温度时，润滑油回路切断，停止冷却。由于各风力发电机组采用的控制变频器不同，其功能与散热量也有所差异。当控制变频器的散热量较小时，可在机舱内部设置风扇，对控制变频器与其他散热部件进行强制空冷；当控制变频器的散热量较大时，可在控制变频器外部设置换热器，由冷却介质将产生的热量带走。

二、风电机组冷却液如何选型与维护？

        冷却液（乙二醇型）新液验收质量标准按NB/SH/T 0521标准执行，建议验收检测：颜色、气味、冰点、沸点、PH值、密度、储备碱度、灰分、氯含量、玻璃器皿腐蚀、水分（浓缩液）、泡沫倾向、铸铝合金传热腐蚀 。

        风电机中设计有过滤装置的冷却液系统，应定期检查过滤器压差，及时更换或清洗滤芯，检查管路无渗漏。应根据冷却效果，对开式冷却系统和闭式冷却系统分别确定检修周期，确定冷却系统是否需要除垢清洗；

        风电机冷却液应定期进行外观检查，外观透明、清澈，无明显杂质，应按照风电机维护手册要求，及时更换和补充冷却液，以避免由于冷却系统内有沉淀而降低冷却性能。冷却液的更换周期应参照设备厂商提供的标准。如发现冷却液明显变化，或冷却效果不能满足要求，应及时分析原因，并做出是否更换冷却液的决定；

        风电机冷却液（乙二醇）建议每两年进行冰点、泡沫倾向、铸铝合金传热腐、铝泵气穴腐蚀检测（必要时可开展模拟使用腐蚀试验），质量指标参照NB/SH/T 0521标准执行，抽检时应对某一机型机组进行交叉抽检，抽检数量不应低于该机型的20%，如有异常，扩大检测或增加检测次数。

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