鹽霧對風力發電機組的危害及對策

摘要：隨著二十世紀后期科學技術的迅猛發展，一些新技術成果投入運用和新型材料的相繼開發成功，風力發電機組單機容量已從先前的幾百瓦發展到如今的幾兆瓦。風能已成為當前技術具備規模開發條件的可再生潔凈能源。風能發電不排放任何污染物，可以減輕環境污染，節約礦物資源，實現清潔生產，為構建和諧社會提供堅實的物質基礎。由于風力發電機組是利用風能發電，空氣中的有害物質自然會帶來對設備不利的負面影響。本文將針對空氣中的鹽霧危害問題做出深入探討，為提高設備可利用率建言獻策。

1 鹽霧的形成

空氣中能容納一定量的水汽，氣溫愈高，空氣中所能容納的水汽愈多，反之愈少。當空氣溫度低到不能容納原先所含有的水汽時，過剩的水汽便凝結成小水滴。沿海地區空氣中含有大量隨海水蒸發的鹽分，其溶于小水滴中便形成了濃度很高的鹽霧。

2 鹽霧的腐蝕特點

2.1 鹽霧中的主要成分為NaCl，而NaCl 的溶液中是以Na＋和Cl－的形態存在的，由鹽霧技術研究的“集成電路的可靠性試驗”得知鹽霧的沉積率與Cl－的濃度成正比關系：

所以在含鹽濃度高的海邊，其沉積率也很大，高濃度的鹽霧自然成為NaCl 溶液的載體。

2.2 而由試驗又可以知道鹽霧的腐蝕作用受到溫度和鹽業濃度的影響，可由下面兩圖說明：

由上圖可以得出，當溫度在35 攝氏度，鹽液濃度在3%時其對物體的腐蝕（化學反應）作用大。鹽霧中高濃度的（NaCl）迅速分解為Na+離子和活躍的Cl－離子與分子式很活躍的金屬材料發生化學反應生成強酸性的金屬鹽，其中的金屬離子與氧氣接觸后又還原生成較穩定的金屬氧化物。

另外，任何金屬材料在介質中都有自己的腐蝕電位，在同一種介質中電位越正的金屬其活性就差，金屬就不易腐蝕。目前用于風力發電機組設備上的主要為鐵、鋁、銅等活性*的金屬材料。

由上面所述得出結論是，鹽霧對金屬物的腐蝕破壞主要條件有：濃度、溫度、含氧量、腐蝕電位。

3、鹽霧對風力發電機組的危害

我國東南部沿海，屬南亞熱帶季風氣候區，多年年平均氣溫都在20℃以上，年平均氣溫26℃，年平均低氣溫19℃左右。盛行的海陸風把含有鹽分的水汽吹向風電場與設備元器件大面積接觸，這些因素使設備受鹽霧腐蝕的速度大大加快。

鹽霧給風力發電機組帶來的危害主要為：

3.1 鹽霧與空氣中的其他顆粒物在葉片靜電的作用下，在葉片表面形成覆蓋層，嚴重的影響葉片氣動性能，產生噪音污染和影響美觀。

3.2 經過一系列的化學反應后使設備原有的強度遭到破壞，使風力發電機組的承受大載荷的能力大大降低，使設備不能達到設計運行要求，給設備安全運行帶來嚴重后果。

3.3 鹽霧與設備電器元件的金屬物發生化學反應后使原有的載流面積減小，生成氧化合物使電氣觸點接觸不良，它們將導致電氣設備故障或毀壞。給風場的安全、經濟運行造成大的影響。

4、對鹽霧的防護措施

針對風力發電機組的實際運行環境，結合現有技術趨勢，綜合考慮經濟因素后提出具有較強性價比的幾點防腐保護措施：

4.1 應用金屬壓延防腐處理技術在材料剪切加工過程中時，使材料端面形成保護膜。

4.2 使用鋅鉻膜（達克羅）涂層工藝技術對設備金屬表面處理。其防銹機理為：(1)鋅粉的受控自我犧牲保護作用 ；(2)鉻酸在處理時使工件表面形成不易被腐蝕的稠密氧化膜；(3) 層層覆蓋的鋅片相互疊加的涂層形成了屏蔽了作用，增加了侵入者到達工件表面所經過的路徑。而且,由于膜中鉻酸化合物不含結晶水,其抗高溫性及加熱后的耐蝕性能也很好。

4.3 在葉片表面噴涂光觸媒，它涂料利用陽光、雨水、空氣作為基本反應介質，使污染物附著后被分解達到防霧、自清潔目的；

4.4 經常巡查、發現設備出現腐蝕情況后及時用新型環保的金屬表面涂裝前處理劑進行處理，因為它能迅速與基材金屬發生反應生成絡合物，在金屬表面形成致密單分子保護膜，阻止氯等物質對金屬的侵蝕，其后涂上高性能的納米涂料。

4.5 對電氣元器件集中的區域進行密封防潮、降溫保護以減緩腐蝕速度。

隨著科技的進步，許多技術難關的突破，將會有更多的新材料、新技術投入使用，將給設備防腐帶來新的技術保障。