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湖北山地风场风机叶片防覆冰技术研究
中国三峡湖北能源集团新能源发展有限公司吴光军
三
叶片覆冰问题的提出
防覆冰技术研究动态
PTFE防覆冰技术分析
一
二
四
专利成果及结论
一、风机叶片覆冰问题的提出
据中国三峡集团新能源公司的不完全统计,除云贵川地区的风电场外,该公司在东北、西北、内蒙古、华东等分公司,所属的甘肃张家川天源、安徽桐城桂湾、河北尚义石井、河南社旗、山东南墅润莱、黑龙江宾县大个子、辽宁调兵山、黑龙江伊春华宇乌伊岭廷河、黑龙江伊春美林、湖北能源集团利川齐岳山等地区风电场,因覆冰年损失的发电量约一亿千瓦时。
一、叶片覆冰问题的提出
据湖北能源集团利川风电有限公司的统计数据(2013年~2015年),利川齐岳山地区的96MW风电场(2MW风机48台)的覆冰期均超过40天/年,因覆冰造成的发电损失达17.5%设计电量,年发电量损失约2000万千瓦时,直接经济损失约1380万元(按0.69元/KWh计算),占总发电量的覆冰损失率(平均6.04%),远高于故障损失的损失率(平均3.49%)。
一、叶片覆冰问题的提出
冬季又恰恰是风资源较为丰富的大好时机,这些覆冰程度都相对严重的地区,不存在风电本地消纳的压力问题,因覆冰导致的电费损失十分惊人,其中,湖北能源集团利川齐岳山地区风电场最具代表性,年覆冰停机天数约40天。因此,防覆冰技术已经成为保障风电安全运行的关键技术之一,是风电行业提质增效的一项重要举措。
一、叶片覆冰问题的提出
二、 防覆冰技术研究动态
常用的除覆冰方法有:被动除冰(如机械除冰、液体防除冰、涂层防除冰等)和主动除冰(热气除冰、微波除冰、电热除冰等)两大类,各种除冰方法的优劣性能比较见表2。
二、防覆冰技术研究动态
方法包括机械除冰、液体防除冰、涂层防除冰、热气除冰、微波除冰、振动除冰、电热除冰、超声波除冰等多种形式。
二、防覆冰技术研究动态
由于风电机组叶片的表面积大,材质、形状、环境位置等相对特殊,对防抗覆冰的材料性质性能和工艺有着特殊严格的要求。表2 中的几种除冰措施、方法及其除冰效果,基本达不到防抗叶片覆冰的功能要求,进而也难以具有实际的应用价值。通过将聚四氟乙烯和功能纳米材料制备成具有“自洁效应”的表面改性膜材料,是有望解决风电机组叶片防抗覆冰材料的最有效措施和方法。
三、PTFE防覆冰技术的研究内容
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研究内容:不仅是在叶片表面结冰或形成覆冰后具有有效的自动脱落功能;更重要的是在叶片表面形成一层具有自清洁、不粘尘、抗吸湿性、抗吸附性、表面超低张力、低导热系数、抗静电等性能与特点的叶片自清洁功能表面,从根本上防止冰晶粘附在叶片上结冰或形成覆冰。
三、PTFE防覆冰技术的研究内容
(1) PTFE纳米功能复合膜材料的表面性能防抗叶片覆冰研究 ;
(2) PTFE纳米功能复合膜材料的制造技术研究;
(3)PTFE纳米功能复合膜与风机叶片的界面粘接性能研究 ;
三、PTFE防覆冰技术的研究内容
围绕PTFE纳米功能复合膜的设计、制备和施工,主要要突破的核心关键技术,可归纳为“三原则”我们首先提出采用“单体融合聚合”和“微量聚合”的思路与方法。通过对关键技术的不断突破,解决了PTFE与特殊织物芳纶材料的单体融合聚合技术难题,并实现了PTFE与芳纶材料在高温下直接融合而成的PTFE纳米功能复合膜。
三、PTFE防覆冰技术的研究内容
四、实效及专利
通过特殊工序工艺生产的PTFE膜,满足对风机叶片表面的粘结复合要求,满足风机叶片表面的防抗叶片覆冰的效果。
四、实效及专利
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