武汉优能纳米科技有限公司_纳米冷却液/纳米防冻液/纳米无水冷却液/纳米无水防冻液
武汉优能纳米流体技术有限公司

优能纳米复合冷却液:风力发电冷却系统的最佳选择

发布时间:2019-12-10 16:23    来源:优能技术    阅读:

面对传统能源在应用过程中引起的环境问题日益严重,大力发展清洁能源已成为人们共识。风电作为我国重要的清洁能源之一,近年来装机容量快速增长,成为仅次于水电的第二大非化石能源,也是仅次于火电、水电的第三大电源。

优能纳米复合冷却液:风力发电冷却系统的最佳选择

 

随着风电机组单机功率的不断增大,齿轮箱、发电机、变频器等主要发热部件的散热要求也在逐步提高。保证机组内各主要发热部件的正常换热,是机组稳定高效运行的重要前提。

发电机冷却系统工作过程及原理:水冷发电机冷却系统原理图如图 1,冷却液通过水泵装置,将发电机内部产生的热量带至冷却器,通过冷却器将热量散发到机舱外部空气中,散热后的冷却液流入发电机,实现循环。

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发电机组冷却系统原理图

据有关资料报道:北方A风场在每年夏季出现发电机批量报故障,统计与该风场环境相似的风场,发现B风场、C风场也在夏季报告过发电机故障的问题,各风场故障比例。

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各风场发电机故障比例

A 风场机组配置为全水冷(发电机和齿轮箱均为水冷),机舱罩为手扶式,齿轮箱和发电机风冷却 器置于后舱。2015年已经就发电机故障问题进行过整改,由于怀疑是冷却系统问题,现场对系统管路进行了调整,将发电机冷却系统管路布置由异程式改为同程式,如图 4,使冷却液流过风冷却器中的 每个流道阻力相同,保证冷却液均匀流过风冷却器各流道,但故障仍存在,由此可断定冷却系统本 身管路布置并非发电机故障的原因。

优能纳米复合冷却液:风力发电冷却系统的最佳选择

不同管路布置示意图

现场对引起发电机故障的各项原因进行监测统计,各指标。

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发电机故障统计柏拉图

从图中的柏拉图可见,绕组超温是造成发电机故障的主要因素,故障占比为 78.4%,故是问题的症结所在。

原因分析:综合考虑风冷却器布置、机舱结构、电机功率、系统压力等对发电机冷却系统存在影响的各个部分,对造成发电机绕组超温的主要问题是散热器灰尘堵塞、水泵循环压力不足、冷却液导热效率降低。

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解决方法:1.清洗冷却器;2.更换循环水泵;3.添加高效冷却液(纳米冷却液)

分析总结:目前,陆上机组既要满足夏季的抗高温性能,同时冷却系统又得有一定的经济型,不能盲目地放大裕量。因此,在冷却系统散热能力满足设计要求的同时,做好机舱结构的布局也显得尤为重要。当遇到机组超温故障时,除了分析冷却系统本身原因外,还得查看其余结构是否对机组散热造成影响,找到超温的主要原因,有针对性的制定解决方案处理故障,保障设备稳定可靠运行。

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优能发动机纳米复合冷却液产品简介

一、技术与产品背景

武汉优能纳米流体技术有限公司是以各种内燃机车、燃气轮机动力系统、陆军坦克、车辆与海军舰艇、风电发电机组、工业换热器、中央空调等设备的循环冷却与换热为服务对象,是目前我国唯一的一家以华中科技大学为技术依托,现代纳米流体冷却技术及产品为主导的专业厂家。

众所周知,以高导热纳米级金属粒子+液体构成的纳米流体的导热性要显著高于同种纯液体。多年来,世界各国一直没能将其作为车辆冷却液或工业换热剂是由于它无法适合发动机的高温工作环境,即粒子容易产生团聚沉淀。

优能纳米复合冷却液:风力发电冷却系统的最佳选择

 

2016年,公司研究所与华中科技大学化学与化工学院合作成功解决了纳米冷却液的高温稳定性之一技术问题,可满足120℃工况环境,并先后申请了3项国家发明专利,其中已经获得授权1项。先后开发可适合不同内燃机车及工况特点的优能系列产品3个,并已投入商业化运营3年。

这一具备完全自主知识产权的换代技术与产品的实车运行效果(节油、快速降温、快速冷启动、降低尾气排放)及经验已经通过国内及国外期刊(美国)对外公开。

二、性能特征

1、高温稳定性技术:通过对纳米材料进行表面改性,解决了粒子在液体中的团聚与沉淀失效问题,保持纳米流体在高温下的工作稳定性。

2、快速散热降温:解决了传统水-乙二醇型防冻液,以及全有机无水长效型冷却液存在的发动机高温过热问题,如:夏季露天作业的工程机械可始终保持水箱的温度≤90℃;长途载货重卡不再高温报警或停机,最大降温8-13℃;大型柴油客车夏季高温使无需开盖散热等。

3、稳定抗腐蚀:在冷却液制备过程中,采用全有机缓蚀剂技术,避免了普通缓蚀剂的抗腐蚀性能在使用过程的衰减问题,具备长效性或免更换,后维护费用低。

4、不结垢:冷却液中不存在钙、镁、硅酸根、碳酸根等结垢性无机盐离子,长期使用不存在结垢风险。

5、水的兼容性:优能185,优能120及优能108型产品遇水纳米粒子不团聚沉淀,具有有良好的兼容性,适应由于蒸发、泄漏等应急补水过程。

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三、产品与应用

1、优能185:沸点185℃,冰点<-45℃,换装后可免更换,后维护费用低,适合缺水、极寒或更换冷却液困难等3类地区与场合。由于采用了纳米换热技术故散热性能明显强于市场中类似但散热不畅的全有机型无水冷却液。

2、优能120:沸点120℃,冰点-45℃,散热性强于优能185及市场中各类发动机冷却液。可长期使用,后维护量及费用较低。适合我国南北地区气候,适用各类发热动力系统的冷却,且价格适中,属通用型。

3、优能108:沸点108℃(传统防冻液103℃-105℃),冰点-25℃,散热性强于优能185、优能120及市场中各类发动机冷却液。长期使用蒸发失水及后续补水量略小于传统防冻液,但由于采用了长效有机型防腐蚀技术及产品中无结垢性元素,理论上适时补水(纯水或去离子水)可长期使用。相对优能185及优能120产品的价格较低,适合需强化散热,以及一次性换装的资金投入较低的地区、场合与动力设备。

四、风力发电设备应用可行性

1、无论风电还是其它动力系统的冷却原理及方法均相同,与温度要求大于100℃内燃机高温冷却系统工况相比,风电要求相对较低。

2、采用了纳米流体强化换热技术的冷却液其散热效率明显高于目前2种类型的传统发动机冷却液。

3、公司产品具备完全的自主知识产权。

4、2017年,公司就舰船燃气轮机高温冷却技术项目与沈阳航空发动机院(606所)及海军展开合作,优能产品取得我国军品采购入网资质。

5、产品的长效性及非结垢性确立了换装后设备的后期维护工作量,故障率及维护费用的降低。

6、优能纳米冷却液的优势性能已经受了各类型机车(商用车、乘用车及工程矿山机械)的市场检验,具备向风电冷却系统实施转化的各项基本条件。

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