用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置及其方法

本技术属于大型海上风电设备清洗，尤其涉及一种用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置及其方法。

背景技术：

1、与其他能源相比，风能是一种新的可再生资源，具有绿色清洁、储量大、分布广的特点，并且不会对气候造成影响。另外，与陆上风电相比，海上风电资源更加丰富，并且不占用陆地资源，不会对周边居民造成噪声污染。海上风力发电装备长期在海面上漂泊，处于高湿度、高盐度的腐蚀环境。其中，海上风电风机基础处于lm2腐蚀环境，塔筒、主机外表面处于盐雾、潮气中，属于c5-m海洋大气腐蚀环境。在海上装备制造过程中，通常在表面涂覆抗腐蚀涂层，如环氧树脂涂层、聚氨酯涂层等，以阻隔湿气和盐分的侵入。表面清洗是表面防腐喷涂的第一步骤，直接决定表面质量、涂层寿命与防腐性能：一是能够去除腐蚀性的物质和污染物，降低基材的腐蚀风险；二是助于涂层均匀分布，减少气泡、坑洞和缺陷的形成，提高涂层的外观和质量；三是获得一定的表面粗糙度，确保涂层能够紧密附着在基材上，防止涂层剥离或脱落。因此，表面清洗是海上风力发电装备的制造过程中的关键环节。另外，已涂装的海上风力发电装备在运营一段时间后，表面不可避免仍会发生腐蚀，需要重新喷涂。所以，对于海上风力发电装备的维护修造，表面处理也是至关重要。

2、现有采用的大型海上风电设备除漆除锈技术主要为机械打磨、喷砂、高压水清洗以及新型的干冰清洗、激光清洗技术和超低温射流技术等，但以上技术存在明显缺点：机械打磨、喷砂技术污染严重、矿砂回收困难，现已逐步被禁止室外使用，并将逐渐被其他技术代替；高压水清洗可以避免矿砂回收难的问题，但是存在无法增加表面粗糙度的缺陷，以及水返锈的问题；干冰清洗可以避免矿砂回收难和水返锈的问题，干冰清洗技术消耗干冰成本过高，且依旧存在无法增加粗糙度的问题；激光清洗技术不涉及到耗材，也降低了成本，但针对较厚的防护漆及锈层清洗效率不高，存在粗糙度无法一次达到涂装要求及能耗过高。而采用液氮或制冰的超低温射流技术，液氮的价格高，增加了除锈除漆成本，且液氮罐在修造车间使用时存在较大安全隐患；传统的制冰装置制冰碎冰过程复杂，不易实现对冰粒大小的控制和温度的控制，而在制冰或碎冰后短暂储存或输送过程中，冰粒温度较高可导致冰生长结晶的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置及其方法，可以解决现有采用的大型海上风电设备除漆除锈设备成本高、不易实现对冰粒大小的控制和温度的控制的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置，包括：

3、冰粒成型装置，用于生成冰粒并将冰粒输送至外部；

4、空气处理装置，所述空气处理装置的输出端连通于所述冰粒成型装置，用于将外部环境空气进行除杂、制冷处理并输送至所述冰粒成型装置内；

5、水处理装置，所述水处理装置的输出端连通于所述冰粒成型装置，用于将水进行增压、预冷处理后输送至所述冰粒成型装置内；

6、清洗传动装置，所述清洗传动装置连接于所述冰粒成型装置的一侧，用于控制所述冰粒成型装置输出冰粒的位置。

7、本技术实施例中上述的技术方案，至少具有如下技术效果：

8、本技术提供的用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置，工作时空气处理装置和水处理装置同时运行，空气处理装置将外部空气进行除杂、制冷处理并输送至冰粒成型装置时，水处理装置同时将水进行增压、预冷后输送至冰粒成型装置，在冰粒成型装置内，高压水与低温冷空气接触，生成的冰粒通过冰粒成型装置射向外部，以对海上风电设备进行表面清洁，通过水处理装置控制水的压强，进而能够控制生成的冰粒喷出冰粒成型装置外部的射速以及冰粒的大小，通过空气处理装置控制空气的温度，能够控制冰粒的硬度，以提高清洗的效率，通过对空气除湿降温过程及过冷水的喷淋过程，实现冰粒成型装置制冰与射流的同步进行，进而实现冰粒的快速、稳定和连续制取的效果，传输距离短，大大降低了成本。

9、在第一方面的一些实施例中，所述冰粒成型装置包括：

10、导流件，所述导流件设有导流腔、气流入口和进水口，所述进水口位于所述导流件的输入端；

11、移动软管，所述移动软管的一端连通于所述导流件远离所述进水口的一端；

12、第一喷嘴，所述第一喷嘴设置于所述导流件远离所述移动软管的一端，并连通于所述进水口和所述导流腔；

13、第二喷嘴，所述第二喷嘴连接于所述移动软管远离所述导流件的一端，所述第二喷嘴与所述清洗传动装置相连接；

14、其中，所述导流腔分别与所述气流入口和所述进水口连通，所述进水口与所述水处理装置的输出端相连通，所述气流入口与所述空气处理装置的输出端相连通。

15、在第一方面的一些实施例中，所述导流腔包括：

16、雾化冲霜腔，所述雾化冲霜腔连通于所述进水口；

17、第一制冷腔，所述第一制冷腔连通于所述雾化冲霜腔，所述第一制冷腔的腔体半径小于所述雾化冲霜腔的腔体半径；

18、第二制冷腔，所述第二制冷腔的一端连通于所述第一制冷腔远离所述雾化冲霜腔的一端，所述第二制冷腔的另一端连通于所述移动软管；

19、所述气流入口，包括：

20、第一入口，所述第一入口位于所述导流件的侧壁上，并连通于所述第一制冷腔和所述空气处理装置；

21、第二入口，所述第二入口位于所述导流件的侧壁上，并连通于所述第二制冷腔和所述空气处理装置；

22、其中，所述空气处理装置的输出端分别连通于所述第一入口和所述第二入口。

23、在第一方面的一些实施例中，所述冰粒成型装置还包括：

24、第一喷头，所述第一喷头位于所述第一制冷腔内，所述第一喷头的输入端连通于所述第一入口，所述第一喷头的输出端沿所述导流件的轴线方向朝向所述第二制冷腔；

25、第二喷头，所述第二喷头位于所述第二制冷腔内，所述第二喷头的输入端连通于所述第二入口，所述第二喷头的输出端沿所述导流件的轴线方向朝向所述移动软管。

26、在第一方面的一些实施例中，所述导流件还设有冲霜口和排出口，其中，所述冲霜口和排出口连通于所述雾化冲霜腔，并对称设置于所述雾化冲霜腔的腔体两侧，所述冲霜口的输入端连通于所述空气处理装置的输出端，所述排出口的输出端连通于外部。

27、在第一方面的一些实施例中，所述导流腔还包括：

28、冰粒生成老化腔，所述冰粒生成老化腔位于所述第一制冷腔和所述第二制冷腔之间，所述冰粒生成老化腔的腔体半径小于所述第一制冷腔的腔体半径和所述第二制冷腔的腔体半径；

29、冰粒老化加速腔，所述冰粒老化加速腔位于所述第二制冷腔与所述移动软管之间，所述冰粒老化加速腔的腔体半径小于所述第二制冷腔的腔体半径。

30、在第一方面的一些实施例中，所述空气处理装置包括：

31、空气压缩装置，用于将空气进行压缩储存；

32、空气除杂装置，所述空气除杂装置的输入端连通于所述空气压缩装置的输出端，所述空气除杂装置的输出端连通于所述冲霜口；

33、空气制冷装置，所述空气制冷装置包括第一输出端和第二输出端，所述空气制冷装置的输入端连通于所述空气除杂装置的输出端；

34、其中，所述冲霜口的输入端连通于所述空气除杂装置的输出端，所述第一入口连通于所述第一输出端，所述第二入口连通于所述第二输出端。

35、在第一方面的一些实施例中，所述空气制冷装置，包括：

36、中温制冷装置，所述中温制冷装置的输入端连通于所述空气除杂装置的输出端，用于将所述空气除杂装置传输的空气进行制冷处理；

37、低温制冷装置，所述低温制冷装置的输入端连通于所述中温制冷装置的输出端，所述低温制冷装置的输出端连通于所述第一入口；

38、超低温制冷装置，所述超低温制冷装置的输入端连通于所述低温制冷装置，所述超低温制冷装置的输出端连通于所述第二入口。

39、第二方面，本技术实施例提供了一种用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗方法，包括：

40、实时获取待清洗图像；其中，所述待清洗图像用于指示海上风电设备的需要清洗的位置和表面的锈漆程度；

41、根据所述待清洗图像进行分析，得到清洗路径；其中，所述清洗路径用于反映所述用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置的第二喷头的行径路线；

42、根据所述锈漆程度进行分析，得到清洗参数；其中，所述清洗参数包括冰粒大小、冰粒温度、喷射速度和喷射角度；

43、控制装置控制所述用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置基于所述清洗路径和所述清洗参数进行清洗。

44、本技术实施例中上述的技术方案，至少具有如下技术效果：

45、本技术提供的用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗方法，该方法能够精确指示海上风电设备的需要清洗的区域和锈漆程度，确保第二喷头的行径路线最优，同时根据锈漆程度动态调整冰粒大小、冰粒温度、喷射速度和喷射角度，从而实现高效、精准的清洗效果，减少不必要的重复清洗和遗漏，提高清洗质量和效率，降低能耗和维护成本，增强系统的可靠性和稳定性，适用于大型海上风电设备的除漆除锈清洗任务，具有广泛的应用前景和实际价值。

46、在第二方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述待清洗图像进行分析，得到清洗路径，包括：

47、根据所述待清洗图像进行分析，得到位置区域信息和梯度变化信息；其中，所述位置区域信息用于反映海上风电设备发生锈漆的分布情况，所述梯度变化信息用于反映海上风电设备发生锈漆的结构的变化情况；

48、根据所述位置区域信息和所述梯度变化信息进行分析，得到清洗路径的行径规划路线；其中，所述行径规划路线用于反映所述第二喷头沿海上风电设备表面移动的路线；

49、根据所述梯度变化信息进行分析，得到清洗路径的补偿路径；其中，所述补偿路径用于反映所述第二喷头的补偿移动路线。

50、在第二方面的一种可能的实现方式中，根据所述位置区域信息和所述梯度变化信息进行分析，得到清洗路径的行径规划路线，包括：

51、根据所述梯度变化信息对所述位置区域信息进行区域划分，得到多个子区域；其中，所述子区域用于反映区域内的发生锈漆的结构的变化范围小于或等于预设变化范围的区域大小和位置；

52、根据所述子区域进行分析，得到两个最大跨度点；其中，所述最大跨度点包括所述子区域中相隔最远的两个端点；

53、将两个所述最大跨度点分别作为起点和终点进行模拟分析，得到最小路径；其中，所述最小路径用于反映所述第二喷头通过两个所述最大跨度点最为起点和终点后覆盖所述子区域的最短移动路径；

54、根据所述最小路径与相邻的所述子区域的所述最大跨度点进行分析，得到过渡路径；其中，所述过渡路径用于反映从其中一个所述子区域的所述最大跨度点的移动到相邻的另一个所述子区域的所述最大跨度点的最短移动路径；

55、将每个所述子区域的所述最小路径和每两个相邻的所述子区域之间的所述过渡路径进行排列，得到清洗路径的行径规划路线。

56、第三方面，本技术实施例提供了一种用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗系统，包括：

57、获取模块，用于实时获取待清洗图像；其中，所述待清洗图像用于指示海上风电设备的需要清洗的位置和表面的锈漆程度；

58、第一分析模块，用于根据所述待清洗图像进行分析，得到清洗路径；其中，所述清洗路径用于反映所述用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置的第二喷头的行径路线；

59、第二分析模块，用于根据所述锈漆程度进行分析，得到清洗参数；其中，所述清洗参数包括冰粒大小、冰粒温度、喷射速度和喷射角度；

60、第三分析模块，用于控制装置控制所述用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置基于所述清洗路径和所述清洗参数进行清洗。

61、第四方面，本技术实施例提供了一种用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗设备，包括上述第一方面中任一项所述的大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置和控制装置，所述控制装置与所述用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗装置电连接，所述控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面中任一项所述的方法。

62、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面中任一项所述的方法。

63、第六方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗设备上运行时，使得用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗设备执行上述第二方面中任一项所述的用于大型海上风电设备除漆除锈的清洗方法。

64、可以理解的是，上述第三方面至第六方面的有益效果可以参见上述第一方面和第二方面中的相关描述，在此不再赘述。