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1、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 目 录 CONTENTS 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
2、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
3、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
4、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 11 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 This Is The End
