风机叶片防冰、除冰方案探讨
摘要：对于安装在湿度大、高寒地区的风机，其叶片、风速仪等部件容易结冰。叶片结冰会对风机运行造成极大的危害，该文重点介绍叶片防冰、除冰的措施方案，比较分析各方案的优缺点。
关键词：叶片  结冰  防冰  除冰
风能是一种取之不尽、用之不歇的可再生能源。近年来，风力发电得到世界各国的普遍关注和优先发展，然而丰富的风资源基本上分布高寒地区和湿度大的沿海地带，环境极其恶劣。风力发电机在低温条件下，若遇到潮湿空气、雨水、冰霜、雪，特别是遇到过冷却水滴时，其部件就会发生冰冻现象。
叶片结冰对风场、机组运行及人员安全都会带来一定的影响[1-3]，降低发电效率，增加运行载荷与噪音，甚至危及风机及现场维护人员的安全。因此，叶片防冰、除冰工作显得尤为重要
1 叶片防冰、除冰方案
国外风机厂商，如Enercon、Siemens、Vestas等针对叶片防冰、除冰做了很多研究工作。尽管他们的研究成果尚未成熟、未商业化，但其极具参考意义。
机械除冰可分为人工除冰、膨胀管技术除冰两种。人工除冰借助于操作平台，效率低下，且操作危险系数高，只在覆冰极严重的情况使用。膨胀管技术除冰，原理如图1。在最容易结冰的叶片前缘粘贴橡胶膨胀管，利用巨大的叶片离心载荷使其自动膨胀，膨胀后冰层自然脱落。
2 被动式除冰
2.1 吸热涂料
叶片外表面喷涂黑涂料，使叶片呈现黑。黑比其他颜吸热效果好，可以增加叶片表面温度，实现除冰目的。[4]
2.2 疏水涂料
防结冰油漆是目前应用范围最为广泛的叶片抗结冰材料，其工作原理是降低叶片表面能，提高疏水性。优点是成本低，无需特殊的雷电防护，后期维护简单,易于推广。
2.3 化学药剂
seifert对于叶片结冰严重的现象，用化学药剂除冰也是可行的。除冰速度快，效率高；但会污染叶片表面，需要经常维护。
3 主动式除冰
3.1 电加热
除冰可分为内部电加热和外部电加热两种方式。内部电加热方案是在叶片内部贴上导电器
件，如加热丝。在叶片结冰时，通电提高叶片内部温度，利用热平衡原理将内部热量传导到叶片外部。