1.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：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.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。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一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；
7.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。
8.本发明的进一步改进在于：
9.优选的，所述氢氧化钠的纯度≥96％。
10.优选的，所述活性炭的粒径范围为100～180um。
11.优选的，所述醋酸的浓度≥99％。
12.优选的，所述醇类物质为乙二醇或丙三醇。
13.一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：
14.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；
15.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；
16.步骤3，将固态组分a加入至液态组分b中，混合均匀待用。
17.优选的，步骤1中，球磨速度为400r/min，球磨时间30～40min。
18.优选的，步骤2中，搅拌速度为100～200r/min，搅拌时间为30～40min。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.本发明公开了一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂，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。固态组分a中的活性炭对热量具有强大的吸附性质，使氢氧化钠和醋酸的反应放热量大于散热量而导致温度进一步升高，具有发热温度高、持续发热时间长的特点，可融解风电叶片表面冰层。液态组分b中的乙二醇(丙三醇)作为抑冰稳定成分，具有较强的降低冰点的能力并保持融冰除冰剂的稳定性，防止风电叶片快速结冰，可维持较高融冰抑冰的能力，使用方便。本发明中提供的融冰抑冰剂不采用对环境有害的氯元素，不会对环境造成二次污染，且对风电叶片无腐蚀性，可在较低环境温度下工作。
21.进一步的，本发明中融冰抑冰剂固态组分a中氢氧化钠含量为10份，纯度为96％以上；
22.进一步的，本发明中融冰抑冰剂固态组分a中活性炭含量为20～30份；粒径范围为100～180um；活性炭对热量具有强大的吸附性质，使氢氧化钠和醋酸的反应放热量大于散热量而导致温度进一步升高，可融解风电叶片表面冰层
23.进一步的，本发明中融冰抑冰剂液态组分b中醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
24.进一步的，本发明中融冰抑冰剂液态组分b中乙二醇(丙三醇)含量为5～10份，具有较强的降低冰点的能力并保持融冰除冰剂的稳定性，防止风电叶片快速结冰。
25.本发明还公开了一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂的制备方法，该制备方法将氢氧化钠和活性炭按比例进行球磨混合均匀，得到融冰抑冰剂固态组分a，备用；将醋酸与乙二醇在反应釜中搅拌混合均匀，得到融冰抑冰剂液态组分b，备用。该制备方法简单，使用时只需要简单的混合即可使用
具体实施方式
26.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成
分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
27.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为10份，纯度为96％以上；
28.所述的固态组分a中，活性炭含量为20～30份；粒径范围为100～180um；
29.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
30.所述的液态组分b中，乙二醇(丙三醇)含量为5～10份；
31.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
32.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，30～40min后得到粒径为100～180um的均匀混合物，备用；
33.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和乙二醇(丙三醇)，一同加入至反应釜中，搅拌速度为100～200r/min，时间为30～40min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
34.下面结合具体的实施例对本发明内容进一步的阐述：
35.实施例1
36.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
37.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为10份，纯度为96％以上；
38.所述的固态组分a中，活性炭含量为20份；粒径范围为180um；
39.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
40.所述的液态组分b中，乙二醇含量为5份；
41.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
42.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，40min后得到粒径为180um的均匀混合物，备用；
43.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和乙二醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为200r/min，时间为30min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
44.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
45.实施例2
46.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
47.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为10份，纯度为96％以上；
48.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
49.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
50.所述的液态组分b中，丙三醇含量为10份；
51.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
52.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，30min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
53.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和丙三醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为100r/min，时间为40min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
54.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
55.实施例3
56.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
57.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为21份，纯度为96％以上；
58.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
59.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
60.所述的液态组分b中，丙三醇含量为6份；
61.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
62.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，31min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
63.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和乙二醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为110r/min，时间为31min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
64.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
65.实施例4
66.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
67.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为22份，纯度为96％以上；
68.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
69.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
70.所述的液态组分b中，丙三醇含量为6份；
71.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
72.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，32min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
73.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和乙二醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为120r/min，时间为32min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
74.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
75.实施例5
76.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
77.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为23份，纯度为96％以上；
78.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
79.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
80.所述的液态组分b中，丙三醇含量为7份；
81.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
82.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，33min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
83.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和乙二醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为130r/min，时间为33min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
84.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
85.实施例6
86.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
87.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为24份，纯度为96％以上；
88.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
89.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
90.所述的液态组分b中，丙三醇含量为7份；
91.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
92.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，34min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
93.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和丙三醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为140r/min，时间为34min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
94.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
95.实施例7
96.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
97.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为25份，纯度为96％以上；
98.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
99.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
100.所述的液态组分b中，丙三醇含量为8份；
101.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
102.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，35min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
103.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和丙三醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为150r/min，时间为35min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
104.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面
结冰处。
105.实施例8
106.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
107.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为26份，纯度为96％以上；
108.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
109.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
110.所述的液态组分b中，丙三醇含量为8份；
111.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
112.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，36min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
113.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和丙三醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为160r/min，时间为36min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
114.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
115.实施例9
116.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
117.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为27份，纯度为96％以上；
118.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
119.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
120.所述的液态组分b中，丙三醇含量为9份；
121.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
122.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，37min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
123.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和丙三醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为170r/min，时间为37min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
124.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
125.实施例10
126.一种基于放热反应的风电叶片融冰抑冰剂及其制备方法，融冰抑冰剂包括如下成分：固态组分a和液态组分b，其中固态组分a中包含氢氧化钠和活性炭粉；液态组分b包含醋酸和乙二醇(丙三醇)。
127.所述的固态组分a中，氢氧化钠含量为28份，纯度为96％以上；
128.所述的固态组分a中，活性炭含量为30份；粒径范围为100um；
129.所述的液态组分b中，醋酸含量为15份，其浓度为99％以上；
130.所述的液态组分b中，丙三醇含量为9份；
131.所述的一种基于自发热材料的风电叶片表面除冰剂及其制备方法，步骤如下：
132.(1)按上述配比分别称量固态组分a氢氧化钠和活性炭颗粒，置于行星球磨机中，研磨速度400r/min，38min后得到粒径为100um的均匀混合物，备用；
133.(2)按上述配比分别称量液态组分b醋酸和丙三醇，一同加入至反应釜中，搅拌速度为180r/min，时间为38min，关闭反应釜搅拌功能，得到均匀混合物，备用。
134.(3)取1份固态组分a溶解于1份液态组分b中，混合均匀，直接喷洒于风电叶片表面结冰处。
135.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。