海上風(fēng)電設(shè)備腐蝕危害

    時(shí)間:2021-12-29 17:13:00作者:LeeZhou來(lái)源:德高潔清潔設(shè)備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信

    近年以來(lái),我國(guó)對(duì)綠色可再生能源的投入是前所未有的巨大,隨之而來(lái)的是發(fā)展風(fēng)電被提升到了史無(wú)前例的戰(zhàn)略高度。隨著我國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)和利用的速度加快,海上風(fēng)電機(jī)組的腐蝕防護(hù)問(wèn)題亟待解決。

    海上風(fēng)電經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,技術(shù)已日趨成熟起來(lái),目前已進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)階段。我國(guó)的海岸線較長(zhǎng),可開發(fā)和利用的海上風(fēng)能資源非常豐富,根據(jù)國(guó)家氣象部門給出的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)近?砷_發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量就達(dá)到7.5億千瓦,遠(yuǎn)海風(fēng)能儲(chǔ)量則更加龐大,因此海上風(fēng)電在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展空間。同時(shí),我國(guó)海上風(fēng)能資源大部分分布在東南沿海地區(qū),而這些地區(qū)都是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),能源需求巨大,因此開發(fā)豐富的海上風(fēng)能資源將有效改善我國(guó)當(dāng)前的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)。
     
    海上風(fēng)電設(shè)備腐蝕狀況一覽

    問(wèn)題來(lái)了,相對(duì)于陸上風(fēng)電,海上風(fēng)電所處環(huán)境要復(fù)雜得多,海洋大氣區(qū)高濕度、高鹽霧、長(zhǎng)日照,海浪飛濺區(qū)干濕交替,水下區(qū)域則是長(zhǎng)時(shí)間海水浸泡、生物附著等,腐蝕環(huán)境非?量,這給海上風(fēng)電設(shè)備的腐蝕防護(hù)帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。海洋腐蝕不僅會(huì)縮短機(jī)組運(yùn)營(yíng)壽命,給海上風(fēng)電機(jī)組帶來(lái)巨大安全隱患,而且也會(huì)大大增加海上風(fēng)電的建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)成本。因此,防腐蝕是海上風(fēng)電必須考慮的問(wèn)題。當(dāng)然,無(wú)論是海上風(fēng)電還是陸上風(fēng)電,腐蝕和生物污損都會(huì)嚴(yán)重威脅設(shè)施的安全運(yùn)行。

    海上風(fēng)電設(shè)備腐蝕機(jī)理:

    海洋環(huán)境是腐蝕性非常嚴(yán)酷的自然環(huán)境。海水是一種具有很強(qiáng)腐蝕性的電解質(zhì)溶液,含有大量鹽類,包括氯化鈉及含有鉀、溴、碘等元素的鹽類。海水中溶解有氧氣、氮?dú)、二氧化碳等氣體,而其中的氧氣是引起海水中碳鋼、低合金鋼等金屬結(jié)構(gòu)物腐蝕的重要因素。表層海水氧氣是飽和的,約為8 mg/L,腐蝕性更強(qiáng)。海水溫度呈周期性變化,一般來(lái)說(shuō),鋼鐵等的腐蝕速度會(huì)隨著海水溫度的升高而增加。另外,海水中含有豐富的氧微量元素和營(yíng)養(yǎng)鹽類等,這為海洋生物的生存和繁殖提供了必要條件。而海洋生物的存在則會(huì)影響金屬材料的腐蝕行為與機(jī)制。

    海上風(fēng)電場(chǎng)盡管可以在很大程度上參考海洋平臺(tái)現(xiàn)有的防腐經(jīng)驗(yàn),但二者之間也有較大不同。因?yàn)楹I巷L(fēng)電場(chǎng)是無(wú)人居住的,并且嚴(yán)格限制人員接近。而海洋平臺(tái)是有人居住的,海洋平臺(tái)上的防腐涂層檢查和維修可更容易且有計(jì)劃地進(jìn)行,受到腐蝕時(shí)可以隨時(shí)修補(bǔ)。而海上風(fēng)電場(chǎng)很難做到這一點(diǎn),維修費(fèi)用較大,后續(xù)維護(hù)費(fèi)用是其成本的7倍以上。因此,應(yīng)當(dāng)更加重視海上風(fēng)電機(jī)組的鋼結(jié)構(gòu)腐蝕,特別是外露于海洋大氣和飛濺區(qū)中的部位。一般情況下,大氣區(qū)結(jié)構(gòu)件采取涂料保護(hù)或熱噴涂金屬保護(hù),如大氣區(qū)鋼結(jié)構(gòu)一般采用環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧云鐵漆、聚氨酯面漆或者聚氨酯+氟碳雙重面漆三層涂層體系;飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)一般采用玻璃鱗片漆、環(huán)氧耐磨漆雙層涂層體系;全浸區(qū)一般采用玻璃鱗片漆、環(huán)氧厚漿漆雙層涂層體系,并采取犧牲陽(yáng)極進(jìn)行協(xié)同防腐。
     
    德高潔風(fēng)電塔筒防腐爬壁機(jī)器人

    目前常用的風(fēng)電塔筒防腐方式時(shí)采用拋丸機(jī)打砂除銹,之后由人工噴涂油漆,全程采用人工作業(yè)、高空吊籃和大型高空作業(yè)車等方式實(shí)現(xiàn),存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全系數(shù)低、施工周期長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用高等一系列的問(wèn)題。為此,德高潔在2018年開始爬壁機(jī)器人的研發(fā),并于2019年取得成功并申報(bào)了實(shí)用新型專利(專利號(hào):ZL 2019 2 0432325.5),該機(jī)器人是專門針對(duì)風(fēng)電塔筒等小曲率半徑的柱狀鋼結(jié)構(gòu)防腐除銹和清洗而開發(fā),操作者可以通過(guò)遙控器控制清洗機(jī)器人從而完成塔筒表面的清洗作業(yè)。

    德高潔自主研發(fā)的風(fēng)電塔筒防腐爬壁機(jī)器人采用磁力吸附和真空吸附相結(jié)合的原理,具有一定的3D曲面通過(guò)能力以及凸凹面和焊縫的越障能力,可以攜帶150~200kg負(fù)載吸附于鋼結(jié)構(gòu)立面墻面自如地爬行,可進(jìn)行除銹、清洗、噴砂、噴涂等多項(xiàng)作業(yè)。機(jī)器人帶有安全吊索連接掛鉤,與安全升降鋼索裝置連接,確保機(jī)器人不會(huì)意外脫落,安全有保障。操作者可以通過(guò)遙控器控制爬壁機(jī)器人從而完成塔筒表面的清洗作業(yè),實(shí)現(xiàn)利用人工智能機(jī)器人代替“蜘蛛人”,不再需要人工攀爬即能完成塔筒油污智能清洗,提高清掃效率,降低安全風(fēng)險(xiǎn)。由此可見,利用爬壁機(jī)器人對(duì)風(fēng)電塔筒進(jìn)行清洗除銹工作是替代傳統(tǒng)人工高空作業(yè)的必然趨勢(shì)。

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