[发明专利]一种用于风电叶片的液体防除冰剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于风电叶片的液体防除冰剂及其制备方法，该除冰剂包括还原性铁粉、活性炭、硅藻粉、醋酸镁和去离子水，本发明中还原性铁粉作为主要的自发热金属粉末，利用活性炭对气体具有强大的吸附性质，使其自发热的热量来源于还原性铁粉与空气中的氧气发生快速反应释放出热量，使放热量大于散热量而导致温度进一步升高，活性炭在液体防除冰剂中作为催化剂，具有启动快、发热温度高、持续发热时间长的特点。硅藻粉在液体防除冰剂中作为分散剂，可保证铁粉与空气的接触，不发生铁粉板结成块状。醋酸镁具有良好的融冰效果，降低冰点，提高融冰效率。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种用于风电叶片的液体防除冰剂及其制备方法。

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。

国内外常见的叶片防冰/除冰技术包括：热力除冰、涂层防除冰、液体除冰等。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。液体抑冰主要是将除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，现有的除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，且现有防除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，提供一种用于风电叶片的液体防除冰剂及其制备方法。以解决现有技术中液体防除冰剂的有效作用时间短，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：

一种用于风电叶片的液体防除冰剂，包括除冰成分、防冰自发热金属粉末、分散剂、催化剂和水；除冰成分为醋酸镁、醋酸钙、醋酸钠或醋酸钾；防冰自发热金属粉末为还原性铁粉；分散剂为硅藻；催化剂为活性炭粉末；

以质量百分数计，所述除冰成分的含量为10～15％，所述还原性铁粉的含量为30～35％，所述硅藻的含量为5～10％，所述活性炭粉末的含量为15～20％，余量为水。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述除冰成分为醋酸镁。

优选的，所述还原性铁粉的粒径范围为20～180um。

优选的，所述硅藻的粒径范围为20～180um。

优选的，所述活性炭粉末的粒径范围为50～180um。

一种上述的用于风电叶片的液体防除冰剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照液体防除冰机的目标质量分别称量除冰成分、还原性铁粉、硅藻土和活性炭颗粒；

步骤2，将还原性铁粉置于行星球磨机中，研磨后获得粒径为20～180um的还原性铁粉；