新常态下风机叶片涂料的升级与选型---杜景怡技术开发部经理

　　【杜景怡】：谢谢主持人！尊敬的各位领导，行业专家和前辈大家下午好！今天我给大家汇报的题目是《新常态下风机叶片涂料的升级与选型》我从以下四个方面给大家汇报。非常巧合，我们这次会次的主题是新常态、新风电，刚好我的题目也是新常态。什么是中国风电的新常态呢？这是仁者见仁智者见智的话题。我简单汇报一下我理解的中国风电的新常态是什么。
　　这幅图在做的个位专家非常熟悉了是从中国气象局网站摘录下来中国风能的资源分布图，可以看出来，随着颜色的加深，我们风能资源在逐渐的丰富，可以看出在三北地区，内蒙、新疆、西藏等等，青海是中国风能最发达的地区之一。这是截止2014年累计装机量图，内蒙是中国风能累计装机量最发达的地区。这是2014年新增装机容量分布，可以看出来一个趋势，我们风机的装机逐渐在向高海拔的地区发展，比如新疆、甘肃的增量比较大。这是04年到14年各区域新装机总量，西北地区的增长势头最明显，也印证了在中国向高海拔地区发展的趋势是未来的主流，当然上照片摘自于中国可再生能源学会的网站。
　　还有一个主要的发展方向是海上风电，这是2014年海上风电新增和累计的趋势图，我们国家海上风电增加的速度非常快，虽然大家觉得跟陆上风电比总数、基数还不够大，但是它增长的趋势很快，倒推10年前陆上的发展趋势和这个是比较近似的发展方向。这是不同功率机型的装机情况，从累计1.5兆瓦的风机是主流的，14年新增的2兆瓦的增长趋势已经高于1.5兆瓦的，未来的趋势就是叶片的形状会更大，单机装机容量也会变得更大。
　　总结：我们国家未来风电的发展趋势主要是以下三个方面：
　　第一个是高海拔风场，主要是因为低海拔地区的优良风场开发得差不多了。海拔地区气侯环境比我们已经完成的风场气侯条件更恶劣。
　　第二个是低风速的风场，比较说在自然环境比较温和的地区，但是它的风力资源的不是很丰富，但是在这些地区要开区要求叶片变得更大，长度更大，对叶片各种材料的力学性能要求更高一些。
　　第三个是海上风电发电，但是海上风电受紫外线和盐雾的腐蚀比较严重。
　　综合以上这三点，整个风机叶片涂料的发展趋势也是和整体风电在建设过程当中所遇到的整体发展趋势相同的。第一个在未来自然环境中紫外线的强度更强，需要涂膜本身耐受性能更好。第二个在高海拔地区或者海上昼夜温差比较大要求涂料的涂膜对耐高低温的能力要更强。第三个在沿海和海上风场，盐雾的浸蚀比较剧烈，涂膜本身防腐性能要更好。另外就是高海拔地区和海上风电开发的时候对后期的维护会变得比较困难。另外在有一些地区，本身在目前阶段可能不是开发的重点区域，就是污染比较严重的，传统的风场是化学污染区，但是它的风能资源比较好，现在也在逐渐开发这样的风厂，要求你的涂抹本身耐化学污染物的能力更强。
　　最后一个也是大家遇到的两个大的问题之一，就是叶片结冰，尤其是海拔比较高的地区，受昼夜温差、湿度的影响，在云贵川地区，基本上每年都要有4到6个月的时间是结冰期，这时候的损失很大，希望涂料具备抗结冰的作用。说到这儿其实今天上午在听各位专家的报告，给我一点启发，在中国风电跟世界风电有两个圈，希望在座的各位一起努力让中国的风电融入到世界风电的圈子。
　　未来从整个国家的宏观战略看，大型装备制造业的出口是未来中国产业转型的主要趋势，我觉了除了高铁、核电是出口主流，第三个是风电非常有希望作为我们中国大型制造业出口。做到这一点无外乎两个先机条件：第一个是产品质量好，第二个是建造成本足够有优势，从涂料来讲，叶片制造成本比国外低我有信心的，但是从涂料来说，涂料发展历史与风电发展历史要长很多年，现在涂料也有100的多年的发展历史，现在进入全球同质化的时代，所以涂料本身要让它有多大成本差异，中国和世界相比没有区别，微乎其微的，只有提高性价比或者提高附加值来解决这个问题这是一方面。
　　再一个如果中国制造的叶片出口，前两个月我们刚刚做了一个项目就是出口欧洲的，这时候叶片要在海上运输两个月，这两个月的时间它的防腐比我们陆上风电一年的还要剧烈。另外一点是真正有一天都要出口，实际上在保质期之内的运维也是比较大的方面，现在在中国地区做的高海拔的地区和海上风场的运维都很困难，更何况在欧洲或是美国大陆地区做的运维对我们来说是一个难题，综合以上这些，所以必需要有非常好的长效性的涂模来保证。虽然涂料占到我们整个风机叶片的成本构成不足5%，但是因为涂料原因造成的事故将近40%，虽然涂料不起眼，但是它所承担的功能是挺大的，所以今天借这个舞台给大家推荐一个新的涂料品种。
　　这个品种，涂料英文简称FEVE，我们简称它为氟碳涂料，我简单说一下它的优点。氟原子电负性能最高原子，但是氟和碳之间所形成化学键，键能最大，键距最短的，换言之，也就是说，所有涂膜的失效，其实是在受外界的侵蚀、包括盐雾，包括紫外线等等，一些侵蚀之后，化学键断裂所造成的脱膜失效。如果涂料的本身它的化学键距离短所需要攻击打开的能量越大，说明涂膜的稳定性越高，所以氟碳件是已知的化学物里面性能最好的。整个世界上称氟碳涂料为“涂料王”，因为它是所有涂料中性能稳定最好的涂料之一。因为所有化学键的特点，它会有非常好的耐污染性，有抵抗紫外线，耐化学技术好，屏蔽性好，耐高温的性能是非常突出的，因为这些特点，所以它有超耐候性、耐温适应性比较广、耐磨损、氟碳涂料耐磨损是非常好的，而且它耐酸碱、耐冲蚀、耐粘污、还有防参透性都是已知涂料最突出的。
　　这个是氟碳涂料的结构。在上世纪70年代我们开发出来氟的聚合物，现在用得比较广泛的是做法兰里面垫片的，其实聚四氟乙烯把它聚集起来，经历了30多年的发展，没有办法做到液体状态，都是在非常高温的情况下成型才能得到这种化合物，虽然性能好，但是涂料做不到。后来在上世纪90年代的时候，日本一个公司最早发明这种涂料，它是用氯取代氟，变成三氟氯乙烯，虽然它可以做成三氟涂料，但是它的性能和我们设想的这种全氟碳的涂料比起来还是有很大的差距，当然在进入21世纪之后，随着我们上游大化工产业的发展，全世界化学技术的提高，应用四氟乙烯、乙烯基酯、羟基醚、烯酸四元共聚，这种涂料到现在发展近10年，取得非常长足的发展，而且在性能方面表现非常优异。
　　在这个表上对比了一下，氟碳涂料和常规聚氨酯涂料的性能对比。在这里重点说两个，第一个是消耗量，今天上午麦加的工程师讲涂料每年会损消耗的，聚氨酯涂料我们研究的好一点聚氯酯每年的消耗量大概在两个微米左右，一般的氟碳消耗涂料每年会低于0.5个微米，所以说这点可以看出它本身的性能多优异。另外一个是抗氯离子渗透性，这个一个衡量涂料抗氯性平均性能好坏的重要指标，氟碳涂料和聚氨酯比起来，它要高于一个数量值，最起码10倍以上；涂料的耐候性，大家都知道QUV-B1500小时，对于聚氨酯涂料来说是很费劲的指标，没有特殊的处理做不到，但是氟碳可以轻松做到3千小时。这是不同品种之间的氟涂料对比，氟碳涂料在5年之内的耐候性能，氟碳涂料已知的最好。传统的聚氨酯涂层在8年左右，这是我们知道的最好的，所以说在20年的使用周期里呢，聚氨酯涂料维护三次，氟碳涂料可以做到20年，从后期的运维成本非常低。
　　这是相关氟碳叶片涂料的性能，不管做什么品种，第一点最重要的它是叶片涂料，它要满足叶片涂料，同时加上它的优势，介绍一下关于氟碳涂料抗结冰，氟碳涂料本身就是一个亲水程度比较低的涂膜。这是抗结冰涂料的测试方法，在其他的经常我也经常说这些方法，这里面还有技术方面的创新，引用了一些新的聚合物做这个产品，总而言之，这是抗结冰涂料最终达到的性能，除了初始之后，还有打磨之后，浸水之后的指标，氟碳涂料都能够满足。
　　一个实例风场的情况，一台试验风机和普通的聚氨酯涂料在一结冰区发量的对比，总体提高了发电功率27.9%，发电时间延迟34.6%。施工工艺只是在最外层面漆外面就涂一层氟碳涂料就可以满足我们的需求。今天虽然我们在讨论叶片，跟大家说一下关于海上风电设备防腐的情况。我们海上风电所处的环境和我们海上钻井平台非常类似，大气部分和垮江大桥方式也非常类似。海上风电的维护难度更大，第一个大气部位、飞溅区、潮差区、没水部位应该选择不同的涂层材料，海上风电每个地方的功能不一样，所以涂层配料也不一样。第二个在没水基座承担的功能不一样，比如船舶靠停区域做耐磨涂料，否则危险系数比较到，这跟我和海上平台非常类似，如果做海上平台，我建议选择全球认可的证书，在海上风电我还是建议做氟碳涂料，从防腐和未来的角度都是比较安全和比较有把握的。
　　今天我们这个会议是在太仓举行，正好太仓又是当年郑和下西洋开辟海上丝绸之路的地方，借次会议预祝大会圆满成功，预祝未来中国风电借着海上丝绸之路的东风越走越好。