李文星 王会堂 吴亚龙
三峡新能源海上风电运维江苏有限公司 224000
摘要：对于海上风力发电机组而言，在实践的过程中做好发电机组的防腐控制对提高发电机组运行效率有着积极的作用。此文在分析海上腐蚀环境因素的基础上，对海上风力发电机组防腐蚀的重要性进行研究，同时给出了相关的防腐蚀控制策略。
关键词：海上风力；发电机；防腐；措施
引言
近海环境中，有持续性的强风，这属于可再生、清洁性的能源，而利用海上风力发电机组可以全面的应用风能，提高能源利用率，降低不可再生能源的使用量，是可持续发展的重要基础设施。但是近海环境比较特殊，海水中含有大量的氯元素，充足的水汽导致结构腐蚀比较严重，发电机组的耐用性比较差。因此，在海上风力发电机组建设与维护中选择合适的防腐措施，可以延长使用寿命，促进经济效益的提升[1]。
1 海上腐蚀环境分析
社会高速发展，石油、煤炭等不可再生的资源使用量日益增多，导致资源匮乏的现状比较严重，同时这些资源的使用排放大量的二氧化碳，产生温室效应影响人们生活的环境。自然界中的风能属于清洁能源，也是可再生资源，绿色、无污染、分布范围比较大、能量比较高等，所以近年来是人们关注的重点[2]。海上风能的储量比陆地上要多很多，有着非常广阔的发展空间，所以需要采取先进技术进行全面的开发和利用。但是海上风电环境比较恶劣，比陆地环境差很多，且日照时间长、湿度高，且有海浪飞溅的危害；浪花飞溅导致干湿交替存在，生物会持续的在风力发电设备上生长，形成了腐蚀性的反应；海洋生物种类比较多，种群也比较大，腐蚀问题更加的严重；海底沉积物含量比较高，含有土壤腐蚀的特性，同时还有海水腐蚀的行为，对于钢材有着严重的腐蚀问题。基于此，海水风电设备面临的腐蚀环境是非常特殊的，防腐蚀形势也是极为严峻的。
2 海上风力发电机组防腐蚀的重要性
我国陆地风能储量大约是2.53亿kW，而近海的区域内则可以达到7.5亿kW，储量巨大，但是海上风电开发技术要求较高，成本大约是陆地发电设备的2～3倍左右，并且运行维护的成本也非常高。风电初装时，并网接线、基础建设、盒安装等都是重要的设置，成本占比较大，且随着水深的变化、离岸距离的增大等因素影响，导致其折旧费用也远远超过陆地的风力发电场。不仅要投入大量的资金进行研发，突破技术的瓶颈和限制，还要重视防腐蚀技术的研发，这是目前海上风力发电领域面临的重要问题[3]。从这些方面分析，海上风力发电面对的腐蚀环境是比较复杂的，有着很多的安全隐患，需要及时采取有效的措施，提高海上风力发电机组的耐腐蚀性，可以促进设备运行质量的提升，延长使用寿命。
3 海上风力发电机组防腐蚀的有效措施
3.1 钢结构的防腐措施
海上风力发电机组的重要组成部分就是钢结构，当其处于恶劣腐蚀条件之下，一旦防腐设施失效就会导致结构损坏严重，进而让维护与管理成本升高，所以对于钢结构防腐蚀的要求是比较高的，表层防腐蚀使用寿命至少应该达到15年，与风电机组的耐腐蚀寿命20年的要求是相同的，在整个运行时期中，其腐蚀深度不能超过0.5mm。防腐蚀涂料在设计的过程中，主要指的是基层结构的材料底漆部分，应该达到防腐蚀效果和附着能力的要求，具备一定的阴极保护能力，中间漆则可以让底漆与面积更加的牢固和稳定，达到较高的屏蔽性效果，可以防止水汽、氧等进入到介质内部，面漆则应该具备较高的耐腐蚀性与耐老化性，可以降低维护的次数，提高综合效益[4]。
钢结构长期在海洋环境中运行，比如塔筒外壁结构，可以选择使用较为常见的防腐蚀涂料，中间层选用的是环氧云铁漆，从而可以达到防腐蚀的效果。塔筒基础在运行中受到海水的冲击是极为严重的，所以可以选择使用环氧玻璃鳞片的方案以及无溶剂环氧漆方案。塔筒梯子是不规则的，底层可以选择使用热浸镀锌的防腐措施，防止盐雾产生的腐蚀问题，且表面涂刷复合涂层，具备更高的耐腐蚀性、耐磨性，延长使用寿命。
3.2 混凝土桩基的防腐措施
根据海上风力发电安装施工的不同位置，可以把混凝土基座结构分成表湿区以及表干区两个类型。其中，表干区在施工中只需要选择使用表面涂层防护的措施就能够达到要求。而表湿区存在的腐蚀因素是很多的，腐蚀问题也非常的严重，为了能够延长结构的使用寿命，确保混凝土基座可以达到安全、稳定的运行标准，可以选择应用钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋联合的方法进行防护处理。涂层的涂刷作业可以保护结构，有着非常好的耐腐蚀效果，达到抗腐蚀的作用，延长使用寿命[5]。需要注意的是，在防腐蚀控制的过程中，需要根据海水的防腐蚀问题现状给出相关的处理措施。
3.3 发电机组电气元件的防腐措施
发电机组的电气结构部件主要指的是变压器、发电机、驱动电机等等设置，这些设施的精密度比较高，外壳防护的等级要求也是很高的，必须保证电气设备和空气是完全没有接触机会的，可以降低腐蚀性，但是由于很多设备在运行环节都会产生一定的热量，所以导致腐蚀问题较为严重。一般来说，发电机组散热并不是密封结构冷却处理，可以制作使用转子线包或者定子铁芯的方式进行防腐蚀处理。铁芯材料的耐腐蚀效果是非常好的，转子线包主要是利用真空浸漆工艺以及氟硅橡胶联合的方法进行防腐蚀性能的提升，工艺性能要求是很高的，确保设备防腐与散热达到均衡性的要求。海上风机一般会选择干式变压器系统，和空气冷却散热联合起来，防腐技术的应用是在变压器铁芯上涂刷一层绝缘树脂材料，可以采取高等级的防护措施以实现空气隔绝，从而达到防腐蚀的效果，有些控制柜产生的热量是非常大的，根据需要安装小型空调作为降温措施有着非常好的效果，一般如果环境温度处于20℃～25℃之间，空气湿度在35%～50%之间，每天换气3～5次，工作环境正压为20～60Pa，就可以保持运行的稳定性，防腐蚀性能也比较好；驱动电机运行效率是比较低的，功率也很小，通过隔绝空气的方法达到防腐蚀的效果，只需要在外壳增大散热面积就能够达到要求。
3.4 外露连接部位的防腐措施
海上风力发电设备需要使用大量的高强度螺栓进行连接，一般会在表面使用达克罗涂层的方式进行防腐蚀处理，国内通常叫做锌铬涂层，其耐腐蚀效果好，但是耐磨性很差，表面硬度较小。对于螺栓来说，需要加强防腐蚀管理，保证防腐蚀工艺效果满足要求，并且做好进场检查，涂层厚度合格、表面无磕碰，且在安装施工中扭矩处于合理的范围内。因此，加强螺栓的防腐蚀控制极为关键，保证耐腐蚀效果合格，才能确保海上风力发电机组连接稳固，达到运行的安全性标准。
4 结语
综上所述，海上风力发电机组因为所处环境比较特殊，腐蚀因素较多，所以选择合理的防腐蚀技术尤为重要，可以提高设备运行的效率质量，保证海上风力发电机组可以发挥出应有的作用，提高海上风能的利用率，减少传统能源使用量，为实现经济与社会的可持续发展做出必要的贡献。
参考文献：
[1] 刘璐,王俊杰,黄艳红,等.海上风电单桩基础风机整体安装技术[J].中国港湾建设,2020,40(7):43-45,73.
[2] 李硕,吴邑涛.海上风力发电风机钢结构安装体系设计[J].钢结构,2009,24(8):50-54.
[3] 佚名.东海大桥海上风电场风机地基基础特性及设计[J].上海电力,2007,(2):153-157.
[4] 詹耀.海上风电机组的防腐技术与应用[J].现代涂料与涂装,2012,15(2):15-18.
[5] 徐荣彬.海上风电场风机基础结构形式探讨[J].建材技术与应用,2011,(7):7-9.