[發明專利]一種改善高寒低溫地區風力發電機葉片易結冰的處理工藝

在審

• 申請號: 202011433211.6
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112474244A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 萬思露
• 申請（專利權）人: 阜陽佳派生產力促進中心有限公司
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D7/00;B05D5/00;C09D127/18;C09D7/61;C09D7/62;C09D1/00;C09D5/00
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 汪綱

本發明公開了一種改善高寒低溫地區風力發電機葉片易結冰的處理工藝，涉及風力發電機葉片防除冰技術領域，具體工藝如下：1）制得復合物粉料；2）制備氟改性有機溶膠；3）將含有復合物粉料的懸浮液與氟改性有機溶膠混勻后旋涂在葉片表面；4）將預處理風力機葉片浸入到配制的混合液中進行水熱反應，即可完成風力機葉片的加工處理。本發明中，通過在風力機葉片表面形成一層疏水基體和間隔排布的親水小凸起組成的涂層，從而減少了葉片表面微量水分的殘留量，從而實現風力機葉片表面冰層附著的減少，使得葉片表面結冰現象得到顯著改善。

技術領域

本發明屬于風力發電機葉片防除冰技術領域，具體涉及一種改善高寒低溫地區風力發電機葉片易結冰的處理工藝。

背景技術

風能具有可再生、無污染而且儲量大的優勢，采用風力發電機將風能轉化成電能是現在綠色能源的重要來源之一。為了提高風力機的裝機容量，在寒冷地區(高山)安裝風力機的情況越來越多，主要原因是寒冷地區的空氣密度更高，大溫差形成的風更強，有利于風能的利用。風力機葉片表面的形狀對風能的利用效率影響很大，在高緯度或高海拔地區的冬季，空氣中的過冷水滴碰到運行的風力機葉片會引起葉片表面結冰，對風力機運轉的安全性和經濟性造成嚴重的影響。

隨著現階段及未來對沿海地區與高寒地區風能資源的持續性開發，葉片結冰導致風力機發生故障的數量將持續上升，主要原因是結冰使葉片的氣動外形與葉片表面的粗糙程度均發生改變，尤其是冰層在葉片前緣處的累積加快了翼型周圍繞流流體的邊界層分離，葉片提前進入失速狀態，而控制系統很難及時反應，這種情況下葉片受到過大的突變載荷沖擊而損傷；寒區空氣密度高，加之風力機在超負荷工況下長期運行，降低了風力機的使用壽命；由于結冰增加葉片重量且引起葉片的質量分布不均勻，葉片的結構發生變化會引起高頻振動，產生共振進一步破壞葉片結構。

風力機葉片結冰帶來的危害是巨大的，如何減少風力機葉片因失效帶來的損失，保證風力機在高寒地區的安全運行，對于未來沿海地區及高寒地區優勢風能資源的開發利用與加快我國能源供給產業結構的調整具有重要的意義。例如中國專利CN2012100278126公開了一種防結冰涂料及其制備方法，該技術方案所提供的防結冰材料的疏水改性納米粒子使涂膜表面粗糙化，再結合低表面張力的疏水助劑，低表面能物質與疏水改性納米粒子復合形成convexo-comvex(雙凸)型強疏水表面，以強化涂膜的防結冰性能，從而實現防結冰的技術效果；但是疏水性表面雖然可以使水分聚成水滴并在自身重力下滑落，從而實現減少水分附著的技術效果，但是仍然會殘留微量在自身重力下不易滑落的水分，因此在表面依然會形成少量冰層的附著。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種改善高寒低溫地區風力發電機葉片易結冰的處理工藝。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種改善高寒低溫地區風力發電機葉片易結冰的處理工藝，具體工藝方法如下：

1）稱取適量的氯化鈣和二水合磷酸二氫鈉分別倒入濃度為1g/145-150mL的醋酸鈉溶液中，攪拌至完全溶解，將二者混合后調節pH值為5-6，得到氯化鈣含量為1g/190-200mL，磷酸二氫鈉含量為1g/225-235mL的混合溶液，再按照質量體積比為4:5-6g/mL，將稱取的聚四氟乙烯粉末加入到容器中，加入質量分數為80-90%的乙醇并不斷攪拌，然后再按照混合溶液與乙醇的體積比為5:2-2.3，加入混合溶液不斷攪拌得到懸濁液，然后移至75-83℃水浴中，以250-280r/min攪拌反應23-27h，待反應結束后將產物進行抽濾、分離，經無水乙醇和蒸餾水反復洗滌后在120-125℃溫度下烘干過夜，得到復合物粉料；本發明中，以氯化鈣和二水合磷酸二氫鈉為鈣源和磷源，醋酸鈉作為緩沖溶液，在水浴條件下以水熱合成法將羥基磷灰石納米片原位填充至聚四氟乙烯中，從而制得羥基磷灰石納米片/聚四氟乙烯復合物，形成的復合物具有很好的疏水性，而且羥基磷灰石納米片的原位填充可以提升聚四氟乙烯的玻璃化轉變溫度和熔點，從而提高其耐熱性，并且羥基磷灰石納米片的填充可以起到減摩效果，從而可以降低摩擦系數，減小摩擦阻力的效果；