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退役的风电叶片该何去何从?
作者:管理员    发布于:2019-07-02 16:49   文字:【】【】【
  随着风电技术的开展,风电机组叶片长度逐步增长,以便捕获更多的风能。近年来,大叶片毫无疑问成为趋向,但是退役后的叶片假如处置成尴尬题。
  早在2014年的时分,英国的研讨人员调查了500多个风电场,发如今20世纪90年代建成的老式风电机组,在19年后依然能够发出3/4的功率。他们的结论是,大多数风电机组运转的时间应该可以比预期更长,大约在25年后才需求晋级换代。
  众所周知,在某些时分再好的事情也必将完毕。推进风电产业行进的关键是要持续地取得清洁能源效益,但同时也需求思索机组退役后该如何处置。固然目前全球的退役风电机组数量依然很低,但是随着风电产业的大范围开展必将持续增长。
  大多数风电机组的部件都是可回收的,其中包括根底、塔筒、齿轮箱和发电机。但是风电机组叶片却由于其构成的成分而难以回收。大多数的风电机组叶片是由复合资料构成,应用各种资料的互补特性。目前的风电机组叶片通常是由聚合物基质与玻璃纤维或碳纤维加固资料组成。这些复合资料的优点是气动性能优良,并且笨重耐用,但其缺陷是难以回收。
风电叶片
  最新的风机叶片的尺寸是20世纪80年代的100倍。这段时间内叶片的直径增加了8倍,叶片度曾经超越6米。各国鼎力推进风电行业的开展,这势必会形成废弃叶片产量的增加,那么采用何种办法处废弃叶片才干使风能成为一种愈加绿色的能源呢?
  风机叶片通常含有纤维加强资料(如玻璃纤维或碳纤维)、塑料聚合物(聚酯或环氧乙烯树脂)、夹心资料(PVC、PET或巴沙木)和涂层(聚氨酯)。随片尺寸的增大,叶片消费所需的资料数量也在不时增。
  据估量每1kW的新机容量就需求10千克叶片资料。因而1台7.5MW的风机约需求75吨的叶片资料。风机叶片的运用寿命大约为20——25年。因而如何处废弃叶片就成了问题。据揣测每年要处纤维复合资料重量将到达20.4亿吨以上。风电行业相对来讲是一个新兴行业,在风机叶片的实践处经历很少,特别是海上风力发电机。因而风电统假如想得足够的撤除、别离、处实践经历,可能需求20年以上的时间。现有的处废弃风机叶片的办法有:渣滓掩埋、燃烧或回收。
  第一种方式在那些努力于减少渣滓掩埋数量的国度根本上曾经过时了(如德国)。不过目前中国采用最多的还是渣滓掩埋方式。最常用的处烧。在所谓的(CHP)工厂内,应用燃烧产生的来发电,为区域加统供。但是60%的废料在燃烧之后只是变为灰烬。由于复合资料中含有无机物质,这些灰烬可能含有污染物质,依据其类型和后处,灰烬要么停止掩埋要么回收后作为替代资料。无机物质还会产生风险的废气,其中留的细小玻纤维可能会招致烟气清洁过程呈现问题,主要是在灰尘过滤设备中。风机叶片在进入燃烧厂前还需停止拆解和粉碎,从能耗和排放角度来说,这进一步增加了环境的压力。此外,在燃烧过程中还会惹起工人安康和平安方面的问题。
  回收则是一种环保的处。回收资料制成的新的更叶片能够取代旧的叶片。但是目前成风机叶片回收办法还很少,只要30%的纤维加强塑料(FRP)能够回收再用,制成新的FRP,而大多数则是作为水泥行业的添加资料。过去的几年,全球各企业就风机叶片的回收问题停止了大量研讨项目,推出了许多创新产品。
  2003——2005年,兰电工资料协会(KEMA)和波兰工业化学品研讨院(ICRI)共同指导了一个项目,研讨玻钢(FRP)的机械回收,行将资料粉碎。此项目应用一台具有“按需切割”功用的混合粉碎机,以每小时处2.5吨物料的速度,将玻钢(FRP)粉碎成15——25mm的度,而且对纤维内部构造的损伤很小。为了防止粉碎过程中发作风险。粉碎之后经过一种再活化办法对纤维的质量停止改进。将其与一种新基体停止化学粘结来完成更好的性能。
  另一种技术是由HAMOS公司开发的纤维度别离技术,能够去除杂质。粉碎后的玻钢(FRP)废料在重新应用过程中的一个问题就是纤维与树脂的重新粘结。由于粉碎的纤维上经常带有留的树脂,因而粘结起来就愈加艰难。只要回收的纤维要比原始纤维更,它才干与新基体更好的粘结。关于风机叶片的回收来说,还需求增加一个步骤,即在现场将叶片切割成大块,以便于运输。切割是经过目前普遍应用的粉碎手(起重机或发掘机末端衔接的粉碎/抓取设备)完成的。但是复合资料回收物的需求并不像钢材那样强劲,其应用前景十分有限。另一个问题就是回收的纤维比原来的纤维短,外表还带有“原来的”树脂,更难以使其在一定方向上排列。
  这样就难以依照需求增加产品的强度,例如汽车保险杠。但是汽车行业并没有中止回收和再用其自身的废弃物。玻纤维硬度较、粉碎过程需求大量的能源,因而这种填料的价值是很低的,很难让它产生经济效益,除非能找到一种更低价的能源。溶剂合成作用停止化学回收也是一种回收办法。采用这种办法,玻纤的大局部拉伸强度能够保存下来,局部塑料资料还能够作为新的原资料。但是采用具有腐蚀性的风险化学品停止回收并未得到倡导,而且这种办法的本钱较。另外一种办法是采用温解和气化办法对量和资料停止回收。虽然纤维丧失了原来的“大局部”拉伸强度,而且技术本钱很,但是终端产品十分纯,塑料中的能也以电能和能的方式得以回收回收过程如下:运用液压剪切机或相似的工具将废弃物在现场切割成便于运输的尺寸;抵达工厂后,这些部件进一步被粉碎成手掌大小的块;资料被连续送入500℃温的无氧回转炉内,塑料被温合成成合成气体;气体用于电力消费,也用于加回转炉;在二级回转炉内,玻纤维资料在大气存在的条件下得以净化;应用磁铁除并回收金属;去除玻纤资料余物中的灰尘;混有少量聚丙烯纤维的玻纤维经过炉子后,PP纤维消融并衔接到玻纤上构成稳定的绝缘板。温解产品主要是耐的绝缘资料。
  这些纤维还能够用作填料、粘性涂料、塑性部件、沥青和混凝土中的加强资料,以及新玻纤维的原资料。复合资料中所含有的能可用于发电和为工艺过程供电。回收的玻钢(GRP)风机叶片资料不能再用在新叶片中,由于回收的玻纤维总是比原始玻纤强度低,因而风电行业不能运用回收的加强纤维。碳纤维与玻纤不同,从预浸环氧树脂/碳纤资料中回收碳纤维,回收到的碳纤维的E模量没有改动,而最终的拉伸强度只降低了5%。虽然叶片回收各企业对风机叶片处径上获得了明显胜利,但是由于本钱问题,相关项目并未得到很好的开展。
  由于废弃叶片在回收上面临宏大应战,因而一些机构开端研发新的叶片消费办法,以简化废弃叶片的处艺。由汽车行业我们不难发现塑性资料更易回收,因而在风机叶片中尝试运用塑性基体的复合资料。但是塑性资料制成的兆瓦级叶片能否具备足够的力学性能和物还没有得到证明。关于5kW左右的小型风机,能够运用一些模塑成型的加强型塑性资料或其它塑资料。这种状况下,叶片的回收就会容易的多。越来越多的风机公司开端采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫,这是一种可完整回收的塑性构造泡沫,回收后还能够再应用。将其粉碎并混合到新产品中后,仍能坚持相同的性能和强度。目前,AlcanAirex曾经对其PET泡沫AIREXT91完成了回收。风机叶片的回收仍问题,不过,关于玻纤维加强资料(GRP)的回收办法以及回收后的资料可能的应用范畴的研讨曾经有了停顿。