海上风力发电防腐蚀技术发展现状与趋势

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5.2 机舱和轮毂
首先机舱和轮毂的外壳采用玻璃钢材料 达到防腐目的,属于本质防腐,而且质 量轻,成本低。将这个外壳设计成一个 尽可能密闭的空间,再用带除湿功能的 鼓风机使内部对外界形成正压,进而阻 止外界腐蚀性空气直接进入,很大程度 上降低了机舱和轮毂内部安装的各类部 件的腐蚀防护要求,从总体上改善腐蚀 状况。机舱关键部位防腐蚀
谢谢!
5.3风机叶片
目前叶片多为玻璃纤维增强复合材料,基体材料为聚 酯树脂或环氧树脂,这些材料除了强度高、易成形外 ,主要是耐腐蚀性强,从根本上解决了腐蚀的问题, 在陆地环境应用不存在问题。但是由于空气动力学对 叶片转化风能的性能提出了严刻的要求,其表面光洁 度以及流挂物会极大地影响转化效率,海上应用过程 中发现潮湿空气中的盐分容易在叶片表面积聚,影响 其转化效率,而且造成一定程度的腐蚀,为了解决这 个问题,又在叶片表面增加了一层胶衣树脂,它具有 较好的耐酸、耐碱、耐海水、耐盐雾、防紫外线老化 等优良性能,且柔韧性非常好。
3 海上风力发电机的防腐蚀
3.1 海上风力发电设备运行环境和腐蚀分析
在沿海地区,风电设备主要面临的海洋大气腐蚀环境以及海水 飞溅等引发的不同程度的腐蚀现象,因为一般沿海地区的风力 发电设备都海面上、海岸和临海地区,由于环境介质中的氯离 子渗入到风电设备的周围到一定浓度后破坏钢铁的防腐层,引 起风电塔架、风电叶片等锈蚀。氯离子与空气中的其他颗粒物 在变压器金属外壳静电的作用下,在变压器表面形成覆盖层, 经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到破坏,使设备 不能达到设计运行要求,给设备安全运行带来严重后果。海洋 大气与设备电元件的金属物发生化学反应后使原有的电气性能 下降,生成氧化物使电气触点接触不良,它们将导致电气设备 故障或毁坏,给风电场的安全、经济运行造成很大的影响
但可以肯定的是,在目前风电防护涂装体系供应 商中,国外品牌或公司占有绝对性的市场,运行 中的风电设施涂料几乎全部为进口或国外品牌, 也均在设计期限内,但防护效果也存在缺陷,在 中国特殊环境条件下出现了“水土不服”。国内 的涂装企业对风电设备的腐蚀环境缺乏针对性研 究,防腐蚀方案少,喷涂时所用进口涂料价格昂 贵,成本高,而且实际操作中,由于工艺不合理 造成较大浪费和污染。此外,人们重视对塔架的 防护,而忽略了对叶片的表面防护,叶片受风蚀、 结冰等损坏平衡性时,会严重影响发电效率。
6 国外防腐蚀设计
由于国外此方面的研究较早,所以他们已 经根据不同的腐蚀环境、不同的地域建立 了不同的有效经济的防腐涂装体系,目前 国外富锌底漆使用最多的是环氧富锌底漆, 这种漆不仅施工方便而且对底材处理要求 相对较低。美国使用水性无机富锌单层底 面合一,对涂装工艺要求比较高。从难修 复性出发,德国近几年正在开发可自修复 型风电塔外壁涂层,可自动修复机械划伤 和风沙撞伤
3.2:海洋建筑物部位划分(划分区域 的目的是为了对不同区域采取不同的 防腐蚀方法)
3.3 海平Baidu Nhomakorabea各区域腐蚀速率曲线
5 风机各部位防腐蚀
5.1风机水下基础; 主要指 混凝土结构基础和钢结构基础。钢结构基础与普通
海洋工程的防腐蚀方法没有太大区别。其中浪溅区和水位变 动区域采用防腐涂层法,在预制场地预制完成后送进抛丸车 间进行表面处理,达到表面粗糙度要求后按照涂装设计程序 依次完成设计厚度的底漆、中层漆、面漆喷涂,各层涂料分 别采用环氧富锌底漆、聚酰胺环氧中间漆、聚氨酯面漆等。 混凝土结构对防腐蚀的要求不高,主要影响因素是海水渗透 后对其中的钢筋的破坏,程度也不太大,因此没有采取过多 的措施。该类结构防腐蚀经验主要来源于沿海桥梁及港口工 程,随着混凝土结构的腐蚀劣化事例增多,引起了行业的重 视,并对混凝土结构开始采取多种防护手段以保证其正常使 用。目前采取的多数为涂层防护技术
海上风力发电防腐蚀技术存在的问题以及不足
虽然海洋环境给风力发电带来的防腐问题目前看来都有解决方案, 但是有些解决方案付出的代价是巨大的,成本居高不下,有些解 决技术还不太成熟,工艺繁杂,解决问题有点牵强。 但我们已 经起步了, 风场建设将成片进行,此时我们意识到:如果防腐 蚀问题处理不好,小则使个别风电机组故障频频,影响机组运转 效率,大则使机组大面积故障,被迫拆除。所以,在利用原有的 防腐蚀技术的同时,研究开发新的材料新的工艺来进行防腐蚀处 理,比如最新的研究成果——新型重防腐蚀涂层其防腐年限可达 20 年以上,甚至可达到 50 年。既可以降低成本,又可以延长风 力使用年限,前景十分广阔
1 腐蚀和防腐蚀
腐蚀是指(包括金属和非金属)在周围介质 水,空气,酸 ,碱,盐,溶剂等)作用下产生损耗与破坏的过程 ,了防 止和减缓腐蚀破坏及其损伤,通过改变某些作用条件和影 响因素而阻断和控制腐蚀过程,由此所发展的方法、技术 及相应的工程实施成为防腐蚀工程技术。
2 海水中的腐蚀因素
在沿海地区,风电设备主要面临的是海洋大气腐蚀环 境以及海水飞溅等引发的不同程度的腐蚀现象,因为 一般沿海地区的风力发电设备都海面上、海岸和临海 地区,由于环境介质中的氯离子渗入到风电设备的周 围达到一定浓度后破坏钢铁的防腐层,引起风电塔架、 风电叶片等锈蚀。氯离子与空气中的其他颗粒物在变 压器金属外壳静电的作用下,在变压器表面形成覆盖 层,经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到 破坏,使设备不能达到设计运行要求,给设备安全运 行带来严重后果。海洋大气与设备电气元件的金属物 发生化学反应后 使原有的电气性能下降,生成氧化物 使电气触点接触不良,它们将导致电气设备故障或毁 坏,给风电场的安全、经济运行造成很大的影响
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