CN115143060B - 防腐蚀系统、防腐蚀方法、风力发电机组及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种防腐蚀系统、防腐蚀方法、风力发电机组及计算机设备，该防腐蚀系统包括：检测单元，用于获取所述塔筒内空气的湿度；温度调节单元，用于调节所述塔筒内空气的温度；控制单元，用于根据所述检测单元检测到的湿度来控制所述温度调节单元，以调节所述塔筒内空气的温度至预定温度范围内，在所述塔筒内空气的温度保持在所述预定温度范围的情况下，所述塔筒内空气的湿度低于所述金属的临界腐蚀湿度。本申请的实施例采用温度调节单元来升温除湿，将塔筒底部空间内空气的湿度控制在金属临界腐蚀相对湿度之下，从而能够减小金属的腐蚀速度，具有成本低、操作简单、除湿防腐效率高等优点。

Description

防腐蚀系统、防腐蚀方法、风力发电机组及计算机设备

技术领域

本公开涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于风力发电机组塔筒内的防腐蚀系统、包括该防腐蚀系统的风力发电机组、防腐蚀方法及包括用于执行该防腐蚀方法的计算机程序的计算机可读存储介质、计算机设备。

背景技术

风力发电机组的机舱以及塔筒内布置了大量的电气设备，对于这些主要由金属材料制成的电气设备而言，如果空气湿度较大很容易发生腐蚀而导致使用寿命降低，尤其是当机组安装在沿海或者海上时，由于空气的湿度和盐的成份大大增加，腐蚀问题更加严重。因此，为了降低电气设备的腐蚀速率，通常采取对空气进行除湿的手段。

在风电行业，传统的除湿方案主要通过使用转轮除湿机或者压缩机除湿机对风力发电机组(WTGS，wind turbine generator system)内部空气进行除湿。而采用转轮除湿或压缩机除湿的风力发电机组，主要的发热设备都采用了外置冷却装置，在除湿的过程不需要考虑风力发电机组散热，只需要考虑相对密闭的空间的除湿工况，因此对除湿机和空调的功率要求相对较低。

采用空气冷却的风力发电机组，在风力发电机组的发热量大时，需要将外部空气大量引入到塔筒对电气设备(例如，变流器、电抗器等)进行冷却。然而，对于采用空气冷却的风力发电机组，由于是开放的环境，尤其是当机组安装在高温高湿度的沿海或者海边时，空气中含有大量的水汽和盐分，当通过内部冷却风机将外界冷空气抽入塔筒内对变流器进行冷却然后再排出塔筒外部时，从机舱内引入的高温高湿度的空气很容易引起塔筒内的电器设备的电化学腐蚀。

因此，在利用外界空气进行冷却时，不仅需要考虑机组内的散热，还需要考虑空气的除湿，而目前的转轮除湿和空调功率都无法满足工程技术和经济性要求。

因此，对于采用风冷的风力发电机组，尤其是安装在沿海和海上的风力发电机组，如何同时解决冷却和耐腐蚀问题是本领域技术人员面临的一个难题。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种用于风力发电机组塔筒内的防腐蚀系统、包括该防腐蚀系统的风力发电机组、防腐蚀方法及包括用于执行该防腐蚀方法的计算机程序的计算机可读存储介质、计算机设备。

根据本申请的一方面，提供一种防腐蚀系统，用于防止风力发电机组塔筒内的金属腐蚀，所述防腐蚀系统包括：检测单元，用于获取所述塔筒内空气的湿度；温度调节单元，用于调节所述塔筒内空气的温度；控制单元，用于根据所述检测单元检测到的湿度来控制所述温度调节单元，以调节所述塔筒内空气的温度至预定温度范围内，在所述塔筒内空气的温度保持在所述预定温度范围的情况下，所述塔筒内空气的湿度低于所述金属的临界腐蚀湿度。

本申请实施例提供的防腐蚀系统，当检测单元获取到塔筒内空气的湿度时，控制单元根据湿度控制温度调节单元调节塔筒内空气的温度，使得塔筒内空气的温度保持在预定温度范围内，从而使得塔筒内空气的湿度低于金属的临界腐蚀湿度，达到减小金属腐蚀的速度的目的。

在一些实施例中，所述温度调节单元包括：热风设备，用于对所述塔筒内的空气进行加热；和/或可调节风阀，设置在所述塔筒底部的排风口处，用于调节所述排风口处的排风量；所述控制单元根据所述检测单元检测到的湿度来控制所述热风设备的启停和/或调节所述可调节风阀的开度。

本申请实施例提供的防腐蚀系统，当检测单元获取到塔筒内空气的湿度时，控制单元根据湿度，控制热风设备的启停和/或调节可调节风阀的开度，以调节塔筒内空气温度，使得塔筒内空气的温度保持在预定温度范围内，从而使得塔筒内空气的湿度低于金属的临界腐蚀湿度，达到防止金属腐蚀的目的。

在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在所述风力发电机组处于运行状态下，且在所述检测单元检测到的湿度高于第一预设湿度的情况下，调节所述可调节风阀的开度和/或开启所述热风设备，以使得所述塔筒底部空间的温度升高至所述预定温度范围内；在所述风力发电机组处于运行状态下，且在所述检测单元检测到的湿度不高于所述第一预设湿度的情况下，关闭所述热风设备并且通过调节所述可调节风阀的开度来调节所述塔筒内空气的温度，其中，所述第一预定湿度小于或等于所述金属的临界腐蚀湿度。

在一些实施例中，所述控制单元还被配置为：在所述风力发电机组处于非运行状态下，关闭所述可调节风阀并且在所述检测单元检测到的湿度大于等于第一预设湿度的情况下，开启所述热风设备，在所述湿度降低到低于第二预设湿度，则关闭所述热风设备。

在一些实施例中，在所述风力发电机组处于运行状态下，且在所述检测单元检测到的湿度高于第一预设湿度的情况下，调节所述可调节风阀的开度和/或开启所述热风设备，以使得所述塔筒底部空间的温度升高至所述预定温度范围内的步骤中，调节所述可调节风阀的开度，在所述可调节风阀的开度低于预定开度的情况下，再开启所述热风设备。

在一些实施例中，在所述检测单元检测到的湿度高于第一预定湿度的情况下，调节所述可调节风阀的开度和/或开启所述热风设备，以使得所述塔筒底部空间的温度升高至所述预定温度范围内的步骤中，当所述风力发电机组的功率不超过预定功率和/或所述风力发电机组的功率变化速度超过预定变化速率时，调节所述可调节风阀的开度和/或开启所述热风设备；当所述风力发电机组的功率大于预定功率并且所述风力发电机组的功率变化速度不超过预定变化速率时，调节所述可调节风阀的开度，而不开启所述热风设备。

在一些实施例中，所述检测单元还被配置为检测所述塔筒内空气的温度；所述控制单元还被配置为：在所述检测单元检测到的湿度高于所述第一预定湿度的情况下，且所述检测单元检测到的温度超过温度阈值时，关闭所述热风设备并且调节所述可调节风阀的开度；在所述检测单元检测到的湿度高于所述第一预定湿度的情况下，且检测单元检测到的温度低于温度阈值时，调节可调节风阀的开度和/或开启热风设备，以使得塔筒内空气的温度升高至预定温度范围内。

在一些实施例中，所述热风设备包括：加热器，用于加热空气；风管，所述风管的出口端向所述塔筒内的变流器的方向延伸，用于将加热后的空气输送至所述变流器处；温度传感器，设置在所述风管的出口处，用于测量所述风管的出口处的温度；排风机，与所述风管连通；防腐控制器，根据所述预定温度范围调节所述排风机的转速，和/或所述可调节风阀的开度。

在一些实施例中，所述热风设备与所述变流器安装在同一安装平台上。

根据本申请的另一方面，还提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括上述所述的防腐蚀系统。

根据本申请的另一方面，还提供一种防腐蚀方法，用于防止风力发电机组塔筒内的金属腐蚀，其特征在于，所述防腐蚀方法包括：获取塔筒底部空间内空气的湿度；根据所检测到的湿度来调节所述塔筒内空气的温度至预定温度范围内，在所述塔筒内空气的温度保持在所述预定温度范围的情况下，所述塔筒内空气的湿度低于所述金属的临界腐蚀湿度。

在一些实施例中，所述调节塔筒内空气的温度通过以下方式来实现：对所述塔筒内的空气进行加热；和/或调节所述塔筒底部的排风口处的排风量。

根据本申请的另一方面，还提供一种计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的防腐蚀方法。

根据本申请的另一方面，还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括：

处理器；和存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的防腐蚀方法。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本申请的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本申请实施例提供的一种风力发电机组的防腐蚀系统的安装的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的几种试样腐蚀产物相对增重与相对湿度的关系示意图；

图3是根据本申请基于风力发电机组的实际运行情况测得的功率和温升之间的关系图；

图4示出了本申请实施例的一种热风设备的安装结构示意图；

图5示出了本申请实施例的一种可调节风阀处于最大开度状态下的示意图；

图6示出了本申请实施例的一种可调节风阀处于最小开度状态下的示意图；

图7中示出了本申请实施例的一种防腐蚀方法的流程示意图。

附图标号说明：

1：变流器，2：冷却风机，3：电抗器，4：排风风扇，5：塔筒，6：机舱，7：风力发电机，9：排风风道，100：检测单元，200：控制单元，300：热风设备，310：加热器，320：风管，330：排风机，340：防腐控制器，400：可调节风阀，410：电动执行器，420：电动蝶阀。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本申请实施例的防腐蚀系统、防腐蚀系统的风力发电机组、防腐蚀方法及包括该计算机可读存储介质、计算机设备。在附图中相同的标号始终指示相同的部件。

图1示出了本申请实施例提供的一种风力发电机组的防腐蚀系统的安装的结构示意图。如图1所示，根据本发明实施例的防腐蚀系统可以安装在风力发电机组的塔筒5内，例如，安装在塔筒5的底部，用于防止风力发电机组塔筒内的电气设备(例如，安装在塔筒底部的变流器1和电抗器3等)发生电化学腐蚀。所述防腐蚀系统包括：检测单元100、控制单元200和温度调节单元，其中，检测单元100用于获取所述塔筒5内空气的温度和湿度；温度调节单元用于调节塔筒5内空气的温度；控制单元200用于根据检测单元100检测到的湿度来控制温度调节单元，以调节塔筒5内空气的温度至预定温度范围内，在塔筒内空气的温度保持在预定温度范围的情况下，塔筒5内空气的湿度低于电气设备中的金属的临界腐蚀湿度。

本申请实施例中，检测单元100可以包括温度传感器、湿度传感器等，本申请实施例中，该检测单元100设置于塔筒5的底部空间内，用于确定塔筒5的底部空间内空气的湿度，当检测单元100包括湿度传感器时，可以通过湿度传感器直接测量塔筒底部空间内空气的湿度，当检测单元100包括温度传感器时，可以通过温度传感器获取底部空间内空气的温度，然后通过底部空间内空气的温度和相对湿度的对应关系，确定塔筒底部空间内空气的湿度。

本申请实施例中，温度调节单元可以包括热风设备300和/或可调节风阀400。热风设备300用于将塔筒5内空气加热，并将加热后的空气排放到用于冷却变流器1的管道的进风口处，在该进风口处可设置有冷却风机2，以驱动冷风流经变流器1。可调节风阀400可设置在塔筒底部的排风口处，用于通过调节风阀开度来控制空气流量和流动速率，从而调整塔筒内空气的温度，进而调节塔筒内空气的湿度，以低于电气设备的临界腐蚀湿度。可调节风阀400的开度越大，散热越快，开度越小散热越慢。温度调节单元可以单独使用或组合使用可调节风阀400或热风设备300，通过加热塔筒内空气和/或调节排风口排风量的方式来调节塔筒底部空间的温度，从而控制用于对变流器1进行冷却降温的空气的湿度，以降低变流器1等部件的腐蚀速率。

当塔筒5内空气温度较高而不能满足电气设备的散热需求时，例如，当塔筒5内空气的温度高于设定温度阈值时，可以将可调节风阀400的开度调大，以加快塔筒5的内电气设备的散热速率。当塔筒5内空气的温度低于设定温度阈值并且塔筒5内空气的湿度较高时，可以将可调节风阀400的开度调小，降低散热速率，利用电气设备本身的发热量将塔筒5内空气加热，从而达到降低湿度的目的。此外，在将可调节风阀400的开度关小到预定开度来利用电气设备本身的热量仍然不能将空气湿度降低到第一预定湿度以下时，可以开启热风设备300，对塔筒5内空气进行加热，以降低空气的湿度。

在机组运行的过程中，需要在优先满足电气设备的降温需求的基础上，兼顾考虑电气设备的防腐蚀问题。例如，当塔筒内空气的温度超过预设的温度阈值时，应该优先考虑电气设备的降温。在将电气设备的运行温度控制在低于预设温度值的情况下，控制塔筒内用于对电气设备进行降温冷却的空气的温度在预定温度范围内，从而达到将湿度控制在预定湿度范围内的目的，使得该湿度低于电气设备的临界腐蚀湿度。电气设备的运行温度超过温度报警值通常是一个临时状态，而防腐蚀是一个长期持续的过程。因此，在电气设备的温度较高时，可以优先处理电气设备的降温问题。

本申请实施例中，临界腐蚀湿度是指导致金属腐蚀速率剧增的大气相对湿度临界值。图2为本申请实施例提供的几种试样的腐蚀产物相对增重与相对湿度的关系示意图。如图2所示，可以看出，大多数的合金试样在相对湿度小于65％之前，腐蚀产物相对增重的速度较慢，意味着腐蚀的速度不快，但是超过80％后，大多数合金试样的腐蚀产物相对增重增加速度变快，意味着腐蚀速度很快。也就是说，各个合金试样在低于临界湿度的情况下，腐蚀速度慢，在超过临界湿度的情况下，腐蚀速度快。示例性的，铁的临界湿度为65％，铝的临界湿度为76％，锌的临界湿度为70％，铝的临界湿度为76％，镍的临界湿度为70％。

当电气设备中包含多种金属材料时，由于各种金属的临界腐蚀湿度存在一定的差异，可以设定一个预定湿度值，这里称为第一预定湿度，该第一预定湿度可以小于电气设备中的所有金属的临界腐蚀湿度，或者等于最小的临界腐蚀湿度。通常情况下，当空气的相对湿度低于65％时，大部分金属都难以发生电化学腐蚀，因此，可以将湿度值65％定义为金属的临界腐蚀湿度，第一预定湿度可以设置为60％。在根据本申请实施例的控制单元200控制塔筒内空气的湿度时，可以将空气湿度控制为低于第一预定湿度，以提高防腐蚀效果的可靠性。

本申请实施例中，可以根据湿度与温度的对应关系确定湿度对应的温度，所述预定温度范围是指根据空气晗湿度图计算当塔筒5底部空间的湿度低于金属的临界腐蚀湿度时，对应的塔筒5内部空气的预定温度范围，且所述塔筒5底部空间的预定温度范围低于电气设备的设定温度报警值。示例性的，当塔筒5底部空间的湿度分别为：56.32％、57.51％、58.67％时，塔筒5底部的温度分别为：25、30、35度。本申请实施例提供的防腐蚀系统，当检测单元100获取到塔筒5底部空间内空气的湿度时，控制单元200根据湿度，控制温度调节单元，以调节塔筒5底部空间的温度，使得塔筒5底部空间的温度保持在预定温度范围内，从而使得塔筒5底部空间的湿度低于金属的临界腐蚀湿度，通过控制温度来达到减小金属腐蚀的速度的目的。

根据本申请的实施例，采用热风设备300加热配合可调节风阀400调节排风量来达到升温除湿的效果，巧妙的利用风力发电机组发电时自身热量除湿的同时，又保证机组在小功率或者无风停机时除湿；并且，相对转轮等除湿方式，本申请实施例的除湿目标不需要最大限度的除去空气中的湿度，仅仅需要将空气的湿度控制在金属临界腐蚀相对湿度之下，这大大提高了产品的除湿效率，降低了设备的材料成本、安装技术要求以及除湿过程的能量消耗。

本申请实施例中，控制单元200可以与风力发电机组的功率模块连接，通过获取风力发电机组的功率大小，确定所述风力发电机组的运行状态，当功率大于预先设定的功率阈值的情况下，可以确定所述风力发电机组处于运行状态下，当功率小于预先设定的功率阈值的情况下，可以确定所述风力发电机组处于非运行状态下。

在一些实施例中，控制单元200被配置为：在所述风力发电机组处于运行状态下，并且塔筒内空气的温度低于预定温度值(例如，温度报警值的80％)时，在检测单元100检测到的湿度超过第一预定湿度的情况下，调节可调节风阀400的开度和/或开启热风设备300，以使得塔筒5底部空间的温度升高至预定温度范围内；在所述风力发电机组处于运行状态下，且在检测单元100检测到的湿度低于第一预定湿度的情况下，关闭所述热风设备300并且通过调节可调节风阀400的开度来进行温度和湿度控制。

在一些实施例中，在所述风力发电机组处于运行状态下，可以通过判断湿度是否持续超过第一预定湿度，再进行温度和湿度控制，防止控制系统频繁扰动。因此，控制器可被配置为：在相对湿度持续达到超过第一预定湿度的情况下，调节可调节风阀400的开度和/或开启热风设备300，以使得塔筒5底部空间的温度升高至预定温度范围内；在所述风力发电机组处于运行状态下，且在检测单元100检测到的相对湿度没有持续超过第一预定湿度的情况下，关闭所述热风设备300并且通过调节可调节风阀400的开度的来控制温度和湿度。本申请实施例中，持续时间是指通过平均值延时确定相对湿度是否持续超过第一预定湿度，例如，在持续时间30min内，判断是否相对湿度持续超过第一预定湿度。

在一些实施例中，控制单元200被配置为：在发电机组处于非运行状态下，关闭可调节风阀400，并且在检测单元100检测到的湿度达到超过第一预定湿度的情况下，开启热风设备300加热空气，以降低空气的湿度。在空气的相对湿度低于第一预定湿度，则关闭热风设备300。为了防止控制系统频繁扰动，可以在湿度低于第一预定湿度一定量的情况下再关闭热风设备300。例如，在检测到的湿度超过第一预定湿度(例如，60％)的情况下，开启热风设备300，在湿度降低到第二预定湿度(例如，55％)以下时，再关闭热风设备300。

本申请实施例中，通过设定在风力发电机组处于非运行状态下，关闭可调节风阀400，当机组长期停机后，关闭可调节风阀400可以防止塔筒烟囱效益，当进入大量湿度较大的空气，检测单元100检测到的湿度达到第一预定湿度的情况下，开启热风设备300，直至塔筒5底部空间内的相对湿度得到降低。

在一些实施例中，在机组运行过程中，通过调节可调节风阀400的开度和/或开启热风设备300，以使得塔筒5底部空间的温度升高至预定温度范围的情况下，可以先调节所述可调节风阀400的开度，在可调节风阀400的开度低于预定开度的情况下，再开启所述热风设备300。

本申请实施例中，预定开度可以是指所述可调节风阀400的开度为零，也可以是最大开度的5％，根据不同风力发电机组的实际情况具体设定。这里意味着通过将风阀开度调到最小的情况下仍然不能满足湿度调节需求，此时可以考虑开启热风设备300中的加热器。通过优先控制可调节风阀400的风阀开度，然后再启用热风设备300的控制策略，能够最大程度地节约电能。

风力发电机组本身具有发热特点，但由于外部风的情况变化，功率和发热量也会发生变化，因此为了最大限度的利用机组本身的发热量，同时也保证机组在小功率运行或者停机时也能保证防腐，需要根据风力发电机组的运行工况调整设计防腐装置的运行机制。

当机组运行的功率大于预定功率值时，机组本身的发热量使得塔筒内的空气温度较高，通常高于环境温度10度以上。本发明通过研究发现，当塔筒5内温度升高至与外界环境的温差大于10度时，塔筒内空气的湿度通常低于60％，因此，这种情况下可以不考虑除湿。图3是根据本申请基于风力发电机组的实际运行情况测得的功率和温升之间的关系图。如图3所示，当机组的运行功率大于200KW时，塔筒内的温度通常高于环境温度10度以上。这意味着，在机组的运行功率大于预定功率值时，机组或电气设备本身的散发的热量已经使得塔筒内空气的湿度高于临界腐蚀湿度。根据本发明的防腐蚀系统，控制单元200在控制塔筒内空气的湿度时，可以同时参考室内外温差来确定是否进行除湿操作。

具体地，如图3所示，按照当地最低25℃～35℃环境温度，95％的环境相对湿度，当风力发电机组的功率在200KW以上时，塔筒5底部空间内的温度与环境温度之间的温升为10℃以上；当风力发电机组在0～200KW的低功率状态下，塔筒5底部空间内的温度与环境温度之间的温升低于10℃。在温升10℃情况下，根据空气晗湿度图，塔筒5内的相对湿度可以通过表1机组运行时塔筒内的相对湿度测算表计算得到。

表1机组运行时塔筒内的相对湿度测算表

由以上分析可知，当风力发电机组的功率在200KW以上时，塔筒5内的温度比环境温度高10℃，机组运行的相对湿度均小于临界腐蚀湿度，此时不需要启动温度调节单元处理。

此外，当机组的运行功率低于预定功率值并且功率变化较快时，机组本身的发热量下降比较快时，空气内的水汽会急速凝结导致塔筒内空气的相对湿度会快速增加而出现电化学腐蚀效应。因此，此时需要控制热风设备300和/或可调节风阀400的开度来调整塔筒内空气的湿度。例如，控制单元200监测到功率变化较快(例如，停机)时，可以控制可调节风阀400的开度，让机组保持一个相对恒定的温度，避免出现温度较大的回落而引起风机塔筒5内空气的结露效应，导致腐蚀加剧。

在一些实施例中，控制单元200还被配置为：当风力发电机组的功率不超过预定功率和/或风力发电机组的功率变化速度超过预定变化速率时，调节可调节风阀400的开度并考虑开启热风设备300；当风力发电机组的功率大于预定功率和风力发电机组的功率变化速度不超过预定变化速率时，调节可调节风阀400的开度，而不开启热风设备300。

本申请实施例中，可通过PI控制器进行湿度PI闭环调节可调节风阀400的开度，其中，所述预定功率可以为所述风力发电机组的额定功率的预定百分比，可以是额定功率的15％，根据不同风力发电机组的实际情况具体设定。所述预定变化速率可以结合实际情况设定，本申请实施例并不限定。

本申请实施例中，在风力发电机组处于运行状态下，在检测单元检测到的湿度高于第一预定湿度的情况下，虽然湿度已经接近或超过金属的临界腐蚀湿度，但是，风力发电机组的功率大于预定功率时，WTGS自身发热会使温度升起来，只需要调节可调节风阀400的开度即可，如果风力发电机组的功率小于预定功率，则需要通过调节可调节风阀400的开度和使用热风设备300加热，来保持机组稳定运行。倘若功率变化过快，会出现凝露现象，产生腐蚀，因此也需要通过调节可调节风阀400的开度和使用热风设备300加热来保持机组温度恒定，如果功率大于预定值并且功率变化较慢，则可以不考虑加热除湿，只需要调节可调节风阀400的开度控制塔筒内的温度即可。

例如，当风速变化比较快的时候，机组本身的发热量下降比较快时，会导致机组的运行功率急速下降，从而机组会出现凝露现象，即空气的相对湿度会快速增加而出现电化学腐蚀效应，此时，控制单元200监测到功率变化较快(例如，停机)时，可以提前控制可调节风阀400的开度，让机组保持一个相对恒定的温度，避免出现温度较大的回落而引起风机塔筒5内空气的结露效应，导致腐蚀加剧。

也就是说，当机组正常小风停机、小功率以及功率迅速下降时，塔筒5内的温度与外界温度差通常会低于10℃使得塔筒内相对湿度高于60％，或者经过塔底排风口内外空气交换会导致塔筒5内的相对湿度高于60％时，需要提高塔筒5底部空间的温度，降低塔筒5内的相对湿度。

在一些实施例中，根据本申请的防腐蚀系统，在控制空气湿度的同时还需要兼顾电气设备的散热需求，确保电气设备的正常运行。因此，检测单元100还被配置为检测塔筒5底部空间内空气的温度，判断当前温度的空气是否能够满足电气设备的散热需求。因此，控制单元200还被配置为：在检测单元100检测到的湿度高于第一预定湿度的情况下，检测当前空气温度，判断当前空气温度是否高于预定温度阈值，以确定是否优先处理电气设备的冷却降温，当电气设备的温度超过预定温度阈值(例如，温度报警值的80％)时，应该优先考虑电气设备的冷却降温需求，在满足冷却降温需求的基础上在控制空气的湿度。在一些实施例中，在机组运行时，塔筒5内环境温度不能高于温度阈值，例如，55℃。

根据本申请的控制单元还被配置为：当检测单元100检测到的塔筒内空气的温度超过预定温度阈值时，关闭热风设备300并且调节可调节风阀400的开度，例如，将可调节风阀400的开度调到最大；当检测单元100检测到的温度低于预定温度阈值时，调节可调节风阀400的开度和/或开启热风设备300，以使得塔筒5底部空间的温度升高至预定温度范围内。

基于上述的各个实施例，本申请还提供了一种包括上述防腐蚀系统的风力发电机组。该防腐蚀系统可以安装在风力发电机组的塔筒的底部，冷却系统将外部空气引入机舱，然后再引入到塔筒底部，以对安装在塔筒底部的电气设备(例如，变流器1、电抗器3)进行冷却降温。在使用外界冷空气对机组内部进行降温的情况下，如何降低空气中的湿度和盐雾是降低塔筒5内金属(例如，变流器1、电抗器3等电气设备)的腐蚀速率的关键。而上述冷却系统的进风口位于85～100M高处的风力发电机7与机舱6的空隙处，因此，塔筒5底部空间内空气中盐的浓度已经大大降低，可不考虑盐雾的影响，只需要考虑如何控制潮湿的空气的相对湿度即可。

图4示出了本申请实施例的一种热风设备的安装结构示意图，结合图1和图4，热风设备300包括：加热器310，用于加热空气；风管320，风管320的出口端向塔筒5内的变流器1的方向延伸，用于将加热后的空气输送至变流器1处；温度传感器，设置在风管320的出口处，用于测量风管320的出口处的温度；排风机330，与风管320连通；防腐控制器340，根据预定温度范围调节排风机330的转速，以实现热风的产生和输送。在一些实施例中，热风设备300与变流器1安装在同一安装平台上。热风设备300可以加热塔筒5内的空气，从而降低空气的相对湿度，达到减少金属的电化学腐蚀速率。

图5和图6分别示出了本申请实施例的一种可调节风阀处于不同开度状态的示意图；结合图1、图5和图6，在一些实施例中，可调节风阀400包括：电动执行器410和电动蝶阀420，其中，电动蝶阀420设置在塔筒5底部的排风风道9上并且可以调节排风风道9的通风面积，电动执行器410，用于调节电动蝶阀420以调节排风风道9的通风面积。当电动执行器410动作后，排风风道9的截面积由电动蝶阀420的阀芯的旋转而变化，从而通过调节可调节风阀400的开度来调节排风风道9的排风量。

图5示出了本申请实施例的一种可调节风阀处于最大开度状态下的示意图，在这种情况下，排风风道9处于完全开启状态，排风量最大，有利于使塔筒内的温度快速降低，但是湿度会相应增加；图6示出了本申请实施例的一种可调节风阀处于最小开度状态下的示意图，在这种情况下，排风风道9处于关闭状态，无法排风，因此塔筒内的温度会相应升高，从而湿度会相应降低。当风力发电机组停机或者小功率时，机组本身的发热量不足以使塔筒5内的空气温度升高以及相对湿度降低时，可以在满足机组散热要求的前提下，将可调节风阀400关闭或者调小开度，从而使塔筒5内的温度升高，达到降低相对湿度的目的。当塔筒内温度相对较高，需要尽快散热以满足电气设备的降温需求时，需要将可调节风阀400的开度调大。在塔筒内温度超过预定温度阈值时，可以将可调节风阀400的开度调到最大。

风力发电机组本身具有发热的特点，但由于外部风的情况变化，功率和发热量也会发生变化，因此为了最大限度的利用机组本身发热，同时也保证机组在小功率运行或者停机时也能保证防腐需求，需要根据风力发电机组的运行工况调整防腐系统的运行机制。

本申请实施例的防腐蚀系统在风力发电机组的各个工况下运行的过程包括：

工况1：在运行功率超过预定值时，根据塔筒内的温度和相对湿度测算表，计算运行时塔筒5内相对湿度，可已确定在工况1下运行时不需要进行系统除湿。

工况2：机组处于低功率状态时，此时塔筒5内外温差通常低于10℃，且相对湿度大于临界腐蚀湿度(例如，60％)，控制单元200可以通过调节可调节风阀400和辅助启动热风设备300来提高塔筒5内的温度，降低塔筒5内的相对湿度。

工况3：机组停机过程，塔筒5自然冷却温度下降较快时，需要启动热风设备300、控制可调节风阀400并优化塔底排风风扇4的控制来保证塔筒5内的相对湿度小于60％。

工况4：机组长期停机后，关闭可调节风阀400，防止塔筒5烟囱效益，进入大量湿度较大的空气，同时启动热风设备300进行密闭环境加热，降低相对湿度。

基于前述的各个实施例，本申请实施例还提供一种风力发电机组，风力发电机组包括上述的防腐蚀系统。

根据本申请的实施例的风力发电机组，由于采用了根据本申请实施例的防腐蚀系统，所以采用空气冷却的风力发电机组可以应用于沿海或者靠近盐湖区域等地区，增加了空气冷却风力发电机组的适用区域。特别是对已经服役的风冷风力发电机组，由于安装尺寸的限制，无法以较低的成本使用转轮除湿装置，成本约是转轮除湿的1/10。

基于前述的各个实施例，本申请实施例还提供一种防腐蚀方法，用于防止风力发电机组塔筒内的金属腐蚀，本申请实施例提供一种防腐蚀方法，所述方法应用于防腐蚀系统。本实施例提供的方法可以通过计算机程序来实现，该计算机程序在执行的时候，完成本实施例提供的方法中各个步骤。在一些实施例中，该计算机程序可以由防腐蚀系统中的处理器执行。

根据本申请的防腐蚀方法可以包括如下步骤：获取塔筒底部空间内空气的湿度；根据所检测到的湿度来调节塔筒内空气的温度至预定温度范围内，使塔筒底部空间的温度保持在预定温度范围的情况下，塔筒底部空间的湿度低于金属的临界腐蚀湿度。

根据本申请的防腐蚀方法，包括：利用本申请实施例的防腐蚀系统对风力发电机组进行防腐控制时，首先判断风力发电机组(WTGS)的运行状态。如果风力发电机组处于运行状态，则通过检测单元100检测塔筒5底部空间内的相对湿度，并判断相对湿度是否超过金属的临界腐蚀湿度(例如相对湿度60％)，如果未超过，则不需要进行处理。如果相对湿度超过金属的临界腐蚀湿度，则进一步判断风力发电机组的功率是否大于预定功率，(例如，额定功率的15％)以及功率变化是否很慢，如果风力发电机组的功率大于预定功率且功率变化很慢，则塔筒5通过自身的发热加上调节可调节风阀400开度就可解决相对湿度过高的问题，在这种情况下，通过检测单元100检测风力发电机组塔筒5内的温度不超过限制(例如，不超过温度报警值80％)即可；如果风力发电机组的功率小于预定功率或者功率变化很快(例如，停机过程)，则在满足机组的散热要求条件(风力发电机组塔筒5内的温度不超过温度报警值80％)下，可以先将可调节风阀400的开度调小，在可调节风阀400的开度低于最大开度的5％的情况下，再开启热风设备300的加热器310进行加热。

在上述防腐控制过程中，如果风力发电机组塔筒5内的温度大于温度报警值80％，不满足机组散热要求时，应关闭热风设备300，首先解决机组散热问题，避免风力发电机组故障。

如果风力发电机组处于长期非运行状态，则关闭排可调节风阀400，防止塔筒5烟囱效益，进入大量湿度较大的空气，并且在塔筒5底部空间内的相对湿度超过第一预定湿度(例如，金属的临界腐蚀湿度60％)的情况下，启动热风设备300，直至塔筒5底部空间内的相对湿度小于第二预定湿度(例如，相对湿度为55％)，关闭热风设备300。

根据本申请实施例的防腐蚀系统，通过设置检测单元100获取空气的湿度，控制单元200根据检测单元100检测到的湿度来控制温度调节单元，使得塔筒5底部空间的温度保持在预定温度范围，从而使得塔筒5底部空间的湿度低于金属的临界腐蚀湿度，以降低金属的腐蚀。与转轮除湿机或者压缩机除湿机相比，无需额外设置转轮除湿机或者压缩机除湿机等设备，与现有采用空气冷却的风力发电机组相比，更适用于高湿度、高盐雾的沿海或者靠近盐湖区域，具有较好的防腐效果。

图7中示出了本申请实施例的一种防腐蚀方法的示例性流程。

首先，在步骤S100，判断WGTS是否运行；本申请实施例中，如果WGTS运行，则执行步骤S210，如果WGTS不运行，则执行步骤S120。

步骤S120-S160示出了在机组不运行情况下如何调节塔筒内空气湿度的操作步骤。具体地，在步骤S120，根据步骤S100的判断结果是机组不运行，则关闭风阀。在步骤S130，判断相对湿度是否大于第一预定湿度，例如，60％。本申请实施例中，当相对湿度大于60％时，执行步骤S140，当相对湿度小于60％时，返回步骤S120。步骤S140，启动加热器，以加热空气从而降低空气的相对湿度。步骤S150，判断相对湿度是否小于第二预定湿度，例如，55％。本申请实施例中，当相对湿度小于55％时，执行步骤S160。当相对湿度大于55％时，继续执行步骤S140。步骤S160，关闭加热器。在步骤S160执行完成后，继续执行步骤S100。

步骤S210-S240、步骤S310-S340以及步骤S410示出了在机组运行的情况下，如果控制塔筒内空气的湿度和温度的具体操作。在步骤S210，判断相对湿度是否持续大于60％。例如，在30分钟内，湿度持续大于60％。根据步骤S210的判断结果，如果相对湿度持续大于60％，则执行步骤S220。如果相对湿度持续小于或等于60％，则执行步骤S410。

在步骤S220，判断机组运行功率是否大于预定功率以及功率变化是否小于预定变化速率。本申请实施例中，预定功率可以是额定功率的15％。如果功率大于额定功率的15％且功率变化较慢，则执行步骤S230。如果功率小于额度功率的15％，或功率变化较快，则执行步骤S310。

在步骤S230，判断塔筒内空气的温度是否低于预定温度阈值(例如，温度报警值的80％)。本申请实施例中，当塔筒底部的空气温度低于预定温度阈值时，则执行步骤S240。当塔筒温度高于预定温度阈值，则执行步骤S410。

在步骤S240，湿度PI闭环调节排风阀，禁止开启加热。由于机组运行功率较高，此时塔筒内的温度较高，湿度通常大于临界腐蚀湿度，因此，在该步骤中，通过PI控制器调节可调节风阀400的开度来调节塔筒内空气的湿度。禁止开启加热器，以满足机组的散热需求，保证机组的正常运行。在执行完步骤S240后，继续执行步骤S100。

步骤S310，判断塔筒温度是否低于预定温度阈值，例如，温度报警值的80％。当塔筒内温度低于报警值80％时，执行步骤S320，当塔筒内温度高于报警值80％时，执行步骤S410。

在步骤S320，湿度PI闭环调节排风阀开度。在这种情况下，优先通过调节可调节风阀400的开度来调节湿度。

在步骤S330，判断排风阀开度是否低于预定开度，例如，可调节风阀400的阀最大开度的5％。本申请实施例中，当开度低于5％时，执行步骤S340，启动加热器，对空气进行加热以降低湿度。当开度高于5％时，返回执行步骤S320。

执行完步骤S340后，执行步骤S100。也就是说，在启动加热器的情况下，返回步骤S100，持续检测相对湿度是否大于60％。

在步骤S410，由于相对湿度小于60％，并且塔筒内温度低于预定温度阈值，在这种情况下，可以关闭加热器，仅通过控制可调节风阀400的开度来对温度或湿度进行PI闭环控制。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种防腐蚀装置，该装置包括的各模块、以及各模块包括的各单元，可以通过计算机设备中的处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU，Central ProcessingUnit)、微处理器(MPU，Microprocessor Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessing)或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的防腐蚀方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

相应地，本申请实施例提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中提供防腐蚀方法的步骤。

根据本申请的另一方面，还提供一种计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现上述的防腐蚀方法。

根据本申请的另一方面，还提供一种计算机设备，计算机设备包括：处理器；和存储器，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现上述的防腐蚀方法。

这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台控制器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种防腐蚀系统，用于防止风力发电机组塔筒内的金属腐蚀，其特征在于，所述防腐蚀系统包括：

检测单元，用于获取所述塔筒内空气的温度和湿度；

温度调节单元，用于调节所述塔筒内空气的温度，所述温度调节单元包括热风设备和可调节风阀，所述热风设备用于对所述塔筒内的空气进行加热，所述可调节风阀用于设置在塔筒底部的排风口处，以调节所述排风口处的排风量；

控制单元，用于根据所述检测单元检测到的温度和湿度来控制所述热风设备的启停以及所述可调节风阀的开度，以调节所述塔筒内空气的温度至预定温度范围内，在所述塔筒内空气的温度保持在所述预定温度范围的情况下，所述塔筒内空气的湿度低于所述金属的临界腐蚀湿度，

其中，所述控制单元被配置为：

在所述风力发电机组处于运行状态下，所述检测单元检测到的湿度高于第一预定湿度、检测到的温度不超过温度阈值的情况下，在所述风力发电机组的功率不超过预定功率和/或所述风力发电机组的功率变化速度超过预定变化速率时，调节所述可调节风阀的开度并开启所述热风设备。

2.根据权利要求1所述的防腐蚀系统，其特征在于，所述控制单元被配置为：

在所述风力发电机组处于运行状态下且所述检测单元检测到的湿度不高于所述第一预定湿度的情况下，关闭所述热风设备并且通过调节所述可调节风阀的开度来调节所述塔筒内空气的温度；

其中，所述第一预定湿度小于或等于所述金属的临界腐蚀湿度。

3.根据权利要求1所述的防腐蚀系统，其特征在于，在所述风力发电机组处于非运行状态下，所述控制单元被配置为：

关闭所述可调节风阀，并且在所述检测单元检测到的湿度高于第一预定湿度的情况下，开启所述热风设备，在所述湿度降低到不高于第二预定湿度时，则关闭所述热风设备。

4.根据权利要求1所述的防腐蚀系统，其特征在于，在所述调节所述可调节风阀的开度并开启所述热风设备的步骤中，

调节所述可调节风阀的开度，在所述可调节风阀的开度低于预定开度的情况下，再开启所述热风设备，以使得所述塔筒内空气的温度升高至所述预定温度范围内。

5.根据权利要求1所述的防腐蚀系统，其特征在于，在所述检测单元检测到的湿度高于所述第一预定湿度的情况下，

当所述风力发电机组的功率大于预定功率并且所述风力发电机组的功率变化速度不超过预定变化速率时，调节所述可调节风阀的开度，而不开启所述热风设备，以使得所述塔筒底部空间的温度升高至所述预定温度范围内。

6.根据权利要求2、4和5中任一项所述的防腐蚀系统，其特征在于，所述控制单元还被配置为：在所述检测单元检测到的湿度高于所述第一预定湿度的情况下，当所述检测单元检测到的温度超过温度阈值时，关闭所述热风设备并且调节所述可调节风阀的开度；

当所述检测单元检测到的温度低于温度阈值时，调节所述可调节风阀的开度和/或开启所述热风设备，以使得所述塔筒内空气的温度升高至所述预定温度范围内。

7.根据权利要求1所述的防腐蚀系统，其特征在于，所述热风设备包括：

加热器，用于加热空气；

风管，所述风管的出口端向所述塔筒内的变流器的方向延伸，用于将加热后的空气输送至所述变流器处；

温度传感器，设置在所述风管的出口处，用于测量所述风管的出口处的温度；

排风机，与所述风管连通；

防腐控制器，根据所述预定温度范围调节所述排风机的转速和/或所述可调节风阀的开度。

8.根据权利要求7所述的防腐蚀系统，其特征在于，所述热风设备与所述变流器安装在同一安装平台上。

9.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1至8中任一项所述的防腐蚀系统。

10.一种防腐蚀方法，用于防止风力发电机组塔筒内的金属腐蚀，其特征在于，所述防腐蚀方法包括：

获取所述风力发电机组运行状态下塔筒内空气的温度和湿度以及所述风力发电机组的功率和所述风力发电机组的功率变化速度；

在所检测到的湿度高于第一预定湿度并且所述检测到的温度低于温度阈值的情况下，在所述风力发电机组的功率不超过预定功率和/或所述风力发电机组的功率变化速度超过预定变化速率时，通过调节设置在所述塔筒上的排风口的排风量以及对塔筒内的空气进行加热，来调节所述塔筒内空气的温度至预定温度范围内，在所述塔筒内空气的温度保持在所述预定温度范围的情况下，所述塔筒内空气的湿度低于所述金属的临界腐蚀湿度。

11.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求10所述的防腐蚀方法。

12.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：

处理器；和

存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求10所述的防腐蚀方法。