[发明专利]长效环保型风电设备防冻冷却介质

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种长效环保型风电设备抗冻冷却介质。

背景技术

随着石油、煤炭等矿物化石燃料的渐渐耗尽，能源危机已成为人类发展所面临的重大问题，人类正在积极探寻更多可持续利用的新能源供应，以减少或降低对矿物化石燃料能源的依赖。风能是一种清洁可再生能源，风力发电已成为世界各国优先发展的新能源战略。风力发电机冷却散热技术，是发电机正常工作、运转的必要组成，也是提高发电效率、延长发电机使用寿命的关键技术。据统计，全球45%以上的风力发电机故障来源于冷却系统。风力发电机专用防冻冷却介质的研制越来越受到世界各国的重视，一些先进国家已经拥有较高性能的产品，但国内在此领域的研究尚为空白，属于急需突破的瓶颈技术。

风电设备专用防冻冷却介质是风电设备冷却散热系统中的传热介质，具有防冻、冷却、防腐以及防垢等作用，根据其使用环境的工艺要求，一般为包含多种组分的水冷介质，组分包括防冻剂、防腐防锈剂、耐热阻垢剂、消泡剂、pH缓冲剂、着色剂等。

与常规的防冻冷却介质不同，风力发电机组专用防冻冷却介质除具有优良的防冻、冷却散热性能外，还需要解决的技术难点包括：（1）低导电性，常见防冻冷却液的电导率较高，一般≧2500μs/cm，自来水的电导率为500μs/cm左右，而发电机工况要求其冷却介质的电导率应在50μs/cm以下才能满足发电机安全工作需要，这就要求风力发电机用防冻冷却介质必须具有非常低的导电性；（2）防腐蚀性，风电冷却系统中包括钢、铝合金、铸铁、铜及水箱焊接时用的焊锡等几种金属，冷却介质长期与这些金属相接触，容易造成电化学腐蚀、气蚀、点蚀等腐蚀问题，严重影响风力发电机正常运转；（3）超长效性，风力发电机工作时间较长，这就要求其冷却介质必须有超长的使用寿命，能在3-5年内持续地发挥作用；（4）环保性，风能作为一种绿色能源，其防冻冷却介质也要满足对环境污染小或不污染环境的要求。

国内目前常用的车用或工业防冻冷却液大多为无机盐型，其防腐过程是无机盐添加剂与金属形成反应膜，调制过程需加入大量无机盐类，如磷酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐类，这些盐类大多对环境和人体有较大的危害，由于防腐反应过程对无机盐的消耗很快，无机盐型防冻液使用周期较短，稳定性差，其防腐性能也因配方不同差异很大。其优点是生产原料廉价易得，生产成本低。由于大量无机盐的加入，这些无机盐类在水溶液中水解电离，产生大量阴阳离子，增加了溶液的电导率，无机盐型防冻冷却液在风电设备中根本无法使用。

近年来，有机型防冻冷却液开始在国内外兴起。有机型防冻冷却液是在冷却液中加入一些有机酸、有机碱类添加剂，如对硝基苯甲酸、水解马来酸酐、琥珀酸、对叔丁基苯甲酸等，通过添加剂与金属表面吸附形成一层保护膜来实现防腐的目的，这种防冻冷却液添加剂消耗慢，使用周期较长。但其泡沫倾向严重，其泡沫倾向控制不好会诱发汽穴腐蚀。目前生产的有机型防冻冷却液，由于添加剂复配不合理，有的对多种金属腐蚀抑制性不理想，有的储备性能不稳定，添加剂用量大，生产成本过高。由于普通防冻冷却液添加剂选择时未能考虑溶液的导电性能，冷却液电导率偏高，很难达到风电设备对冷却介质绝缘性能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种长效环保型风电设备抗冻冷却介质，以克服上述现有技术中存在的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种长效环保型风电设备抗冻冷却介质，其由以下重量百分比的原料制成：乙二醇50.0-65.0、特性防腐防锈剂1.0-1.8、耐热阻垢剂0.4-0.8、非铁金属钝化剂0.5-1.0、非离子型表面活性消泡剂0.005-0.02、色素染料0.005-0.01，余量为高纯去离子水。

所述特性防腐防锈剂为羧酸类甲基胺类，如六次酸甲基四胺、四乙酸乙二胺或二者的混合物。这些胺类化合物对金属离子有很强的螯合络合作用，通过他们与金属表面吸附并与金属离子螯合形成一层惰性保护膜，起到对金属防腐防锈保护功能。

所述耐热阻垢剂为三乙醇胺、二乙醇胺或二者的混合物。这类化合物有很强的除垢阻垢功能，同时也可以提高冷却液的pH值，增加溶液储备碱度。

所述非铁金属钝化剂为烃基三唑类，如甲苯基三唑、苯并三唑及其他合适的咪唑、噻唑等。这类化合物除了对焊锡有特殊的防腐保护外，对非铁系材料如紫铜、黄铜也有很好的保护效果，同时提升冷却液的热传导性。