海洋风力发电材料设计

《海洋风力发电材料设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、海上风力发电耐腐蚀材料设计学生姓名：张明康学号：201130410367班级:材科1104专业：材料科学与工程2013年1月第10页摘要海上风力发电具有巨大的发展前景，但在材料的海洋大气腐蚀方面少有研究，本文就张力腿平台风力发电机组结构的三脚架对其进行材料的选择，表面处理方式设计，强度校核等，提出了一个海上风力发电耐腐蚀材料的设计方案思路，希望其能应用于海上风力发电平台，提高耐海洋大气腐蚀性能，延长使用寿命。关键词：海上风力发电，张力腿平台，耐海洋大气腐蚀，双相不锈钢ABSTRACTOffshorewindpo

2、werhasgreatprospectsfordevelopment,butfewinMarineatmospherecorrosionofmaterialsresearch,inthispaper,thestructureoftensionlegplatformwindturbinetripodtothechoiceofmaterials,surfacetreatmentdesign,intensity,etc.,proposesadesignschemeofoffshorewindpowerofcorros

3、ionresistantmaterial,hopeitcantheoffshorewindpowerontheplatform,improveMarineatmosphericcorrosionresistance,prolongservicelife.Keywords:Offshorewindpower,tensionlegplatform,Marineatmosphericcorrosionresistance,duplexstainlesssteel第10页1前言随着能源形势愈加严峻，各国出台了许多应对能

4、源危机的政策，其中，风力发电迅速成为世界上发展最快的绿色能源技术。在风力发电中，目前主要以陆上风力发电为主。但是，陆上风力发电存在着许多弊端，风速低，风源不稳定等问题导致风力发电并网技术难度较大，且成本大，经济效益差，虽然有政府政策支持，但目前难以普及和大规模利用。随着风力发电技术的不断创新，海上风力发电逐渐成为新能源的宠儿。2海上风力发电现状及其前景海上风力发电是近年来风力发电的研究热点，与陆上相比存在着明显的优势：一，在海上发电能节省大量的土地资源，缓解土地紧张等问题；二，海上风源丰富，少有静风期，且风速一

5、般比平原沿岸高出20%，发电量增加70%；三，海上单机容量一般可大5~10MW，比陆上发电高出几倍。2002年丹麦在HornsRev海域建成了世界上最大的海上风电场，拥有80台2MW机组，装机容量16万KW，标志着大规模的商业化海上风电场起步。德国也在北海投资建设近海风电场，总功率在100万KW，单机功率5MW，可供6000户家庭提供用电。而我国的风电发展政策是先发展陆上，后发展海上。由于我国拥有较长的沿海线和巨大的海洋面积，因此我国在海上风力发电具有广阔的发展前景。海洋风能资源丰富，尤其在深海区域风速强且稳定

6、性好，但是由于受到技术条件等限制，近海风能资源主要在深度不超过20m的浅海区域。张力腿平台风力发电机组（TLP）首先由美国马塞诸塞州科技学会和美国国家可再生能源实验室提出并设计，可应用于深海区域的风力发电。本文就张力腿平台风力发电机组结构的三脚架对其进行材料的选择，表面处理方式设计，强度校核等，提出了一个风力发电耐腐蚀材料的设计方案思路。第10页3张力腿平台风力发电机组三脚架材料设计技术路线图海上风力发电张力腿平台三脚架材料设计耐海洋大气腐蚀材料选择双相不锈钢表面处理方式表面热处理涂层法表面化学处理镀层法耐腐蚀

7、性能评价电化学腐蚀试验中性盐雾试验现场挂片腐蚀试验实物腐蚀试验强度，刚度校核经济性评价应用第10页4三脚架材料设计对于张力腿平台三脚架材料，需要同时满足高强度的设计要求和耐腐蚀性能的要求，一般的耐腐蚀钢材和耐海水腐蚀钢仍难以达到该要求，因此，需要在此基础上选择出符合其要求的钢材，并选择适当的表面处理方法。图1为张力腿平台结构示意图。。图1张力腿平台结构示意图4.1合金元素对钢性能的影响铬铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素，铬能使铁基固溶体的电极电位提高以及在表面形成钝化膜，且具有良好的耐磨性能。镍第10页镍是奥

8、氏体形成元素，由于含铬的脆性较大，需要与镍配合使用，故往铬合金添加一定量的镍能改善其力学性能以及耐腐蚀性能。钼钼是铁素体形成元素，一些研究表明，耐点蚀当量PRE=Cr%+3.3Mo%，故Mo能有效地提高不锈钢的耐点蚀性能。在CrNi不锈钢中添加Mo,不但可以提高其耐点蚀性，也能提高其耐腐蚀磨损性能。硅硅和钼一样具有良好的耐氯离子腐蚀的特性，随着硅含量的增加，钢在含氯离子的溶液中点蚀电位