[发明专利]一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，该融冰抑冰剂包括固态组分A和液态组分B，其中固态组分A包括氢氧化钠粉末和活性炭；液态组分B包括醋酸和乙二醇(丙三醇)。本发明主要利用氢氧化钠与醋酸反应生成醋酸钠和水，并伴随着大量中和热放出；其中反应产物醋酸钠具有良好的融冰效果，降低冰点，提高融冰效率，且醋酸钠对于土壤和金属的侵蚀和腐蚀性较小，易生物降解，不伤害风电叶片表面涂层且对周围环境友好。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法。

背景技术

风力发电机组通常位于高山或边疆等易凝冻地区，由于这些地区常年平均温度较低，室外温度低于零度的情况较为普遍，使得风力发电机组的叶片表面极易结冰，而处在海拔高程1000～1800m的高海拔地区、林区的风电叶片冬季结冰情况更为严重。冬季恰恰是风资源较为丰富的时机，叶片表面一旦发生结冰的情况，除了对风电收益产生直接影响，还会构成分担机组运行的安全风险。所以，风电叶片冬季防除结冰是风电行业当前亟需解决的问题。

国内外常见的叶片除冰抑冰技术包括：热力除冰、涂层防除冰、液体抑冰等。热力除冰通常有内部设置空腔通入热溶液的方式，或者是在叶片内部布置电阻丝。叶片内部设置空腔的方式会造成风电叶片应力集中，且该方式并不能完全去除叶片的冰层；叶片内部布置电阻丝的方式工艺复杂，成本高，且电阻丝加热性能无法保障。热力除冰技术的缺点是能耗相对较高，需额外引入加热器消耗电能，降低风力发电效率。涂层防除冰是制备具有低表面能物质和修饰表面粗糙结构的，能够形成主动抵御因冻雨冰雪灾害天气的仿荷叶表面能的多剂、多孔、多层仿生防除冰涂层，用于风电叶片在高湿环境下的疏水、不结冰或减少结冰量。但该方式仍面临许多问题，被动防冰无法达到最佳的防冰性能，防除冰材料在实际应用中没有足够的耐久性。液体抑冰主要是将抑冰剂喷洒至叶片表面，以使风电叶片表面的结冰点降低或改变叶片表面与冰层的附着力，现有的抑冰剂通常采用氯化钠、氯化钡和尿素作为降低凝固点的有效成分，由于氯化物会腐蚀叶片表面涂层，降低周围植物根部的吸水性，污染地表的水资源等，且现有抑冰液体的有效作用时间短，在严重结冰状态下除冰效果差，不可大面积喷涂在叶片表面。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法。以解决现有技术中抑冰剂在严重结冰状态下除冰效果差，会腐蚀叶片表面涂层，除冰速度慢，难以大面积喷涂在叶片表面的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂，包括固态组分A和液态组分B，其中固态组分A由氢氧化钠和活性炭粉组成；液态组分B由醋酸和醇类物质组成；

以质量份数计，所述氢氧化钠的含量为10份，所述活性炭粉的含量为20～30份，所述醋酸的含量为15份，所述醇类物质的含量为5～10份。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述氢氧化钠的纯度≥96％。

优选的，所述活性炭的粒径范围为100～180um。

优选的，所述醋酸的浓度≥99％。

优选的，所述醇类物质为乙二醇或丙三醇。

一种上述基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照目标配比将氢氧化钠和活性炭颗粒至于行星球磨机中，混合后得到粒径为100～180um的固态组分A备用；

步骤2，按照目标配比将醋酸和醇类物质至于反应釜中，搅拌反应，得到均匀的混合物，为液态组分B；

步骤3，将固态组分A加入至液态组分B中，混合均匀待用。