|
摘要：随着二十世纪后期科学技术的迅猛发展，一些新技术成果投入运用和新型材料的相继开发成功，风力发电机组单机容量已从先前的几百瓦发展到如今的几兆瓦。风能已成为当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。风能发电不排放任何污染物，可以减轻环境污染，节约矿物资源，实现清洁生产，为构建和谐社会提供坚实的物质基础。由于风力发电机组是利用风能发电，空气中的有害物质自然会带来对设备不利的负面影响。本文将针对空气中的盐雾危害问题做出深入探讨，为提高设备可利用率建言献策。
1 盐雾的形成
空气中能容纳一定量的水汽，气温愈高，空气中所能容纳的水汽愈多，反之愈少。当空气温度低到不能容纳原先所含有的水汽时，过剩的水汽便凝结成小水滴。沿海地区空气中含有大量随海水蒸发的盐分，其溶于小水滴中便形成了浓度很高的盐雾。
2 盐雾的腐蚀特点
2.1 盐雾中的主要成分为NaCl，而NaCl 的溶液中是以Na＋和Cl－的形态存在的，由盐雾技术研究的“集成电路的可靠性试验”得知盐雾的沉积率与Cl－的浓度成正比关系： （图片） 所以在含盐浓度高的海边，其沉积率也很大，高浓度的盐雾自然成为NaCl 溶液的载体。
2.2 而由试验又可以知道盐雾的腐蚀作用受到温度和盐业浓度的影响，可由下面两图说明：（图片） 由上图可以得出，当温度在35 摄氏度，盐液浓度在3%时其对物体的腐蚀（化学反应）作用最大。盐雾中高浓度的（NaCl）迅速分解为Na+离子和活跃的Cl－离子与分子式很活跃的金属材料发生化学反应生成强酸性的金属盐，其中的金属离子与氧气接触后又还原生成较稳定的金属氧化物。
另外，任何金属材料在介质中都有自己的腐蚀电位，在同一种介质中电位越正的金属其活性就差，金属就不易腐蚀。目前用于风力发电机组设备上的主要为铁、铝、铜等活性极强的金属材料。
由上面所述得出结论是，盐雾对金属物的腐蚀破坏主要条件有：浓度、温度、含氧量、腐蚀电位。
3、盐雾对风力发电机组的危害
我国东南部沿海，属南亚热带季风气候区，多年年平均气温都在20℃以上，年平均最高气温26℃，年平均最低气温19℃左右。盛行的海陆风把含有盐分的水汽吹向风电场与设备元器件大面积接触，这些因素使设备受盐雾腐蚀的速度大大加快。
盐雾给风力发电机组带来的危害主要为：
3.1 盐雾与空气中的其他颗粒物在叶片静电的作用下，在叶片表面形成覆盖层，严重的影响叶片气动性能，产生噪音污染和影响美观。
3.2 经过一系列的化学反应后使设备原有的强度遭到破坏，使风力发电机组的承受最大载荷的能力大大降低，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。
3.3 盐雾与设备电器元件的金属物发生化学反应后使原有的载流面积减小，生成氧化合物使电气触点接触不良，它们将导致电气设备故障或毁坏。给风场的安全、经济运行造成大的影响。
4、对盐雾的防护措施
针对风力发电机组的实际运行环境，结合现有技术趋势，综合考虑经济因素后提出具有较强性价比的几点防腐保护措施：
4.1 应用金属压延防腐处理技术在材料剪切加工过程中时，使材料端面形成保护膜。
4.2 使用锌铬膜（达克罗）涂层工艺技术对设备金属表面处理。其防锈机理为：(1)锌粉的受控自我牺牲保护作用 ；(2)铬酸在处理时使工件表面形成不易被腐蚀的稠密氧化膜；(3) 层层覆盖的锌片相互叠加的涂层形成了屏蔽了作用，增加了侵入者到达工件表面所经过的路径。而且,由于达克罗干膜中铬酸化合物不含结晶水,其抗高温性及加热后的耐蚀性能也很好。
4.3 在叶片表面喷涂光触媒涂料，它利用阳光、雨水、空气作为基本反应介质，使污染物附着后被分解达到防雾、自清洁目的；
4.4 经常巡查、发现设备出现腐蚀情况后及时用新型环保的金属表面涂装前处理剂进行处理，因为它能迅速与基材金属发生反应生成络合物，在金属表面形成致密单分子保护膜，阻止氯等物质对金属的侵蚀，其后涂上高性能的纳米涂料。
4.5 对电气元器件集中的区域进行密封防潮、降温保护以减缓腐蚀速度。
随着科技的进步，许多技术难关的突破，将会有更多的新材料、新技术投入使用，将给设备防腐带来新的技术保障。
1/8/2011
|
