海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)及數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng) 河南匯龍合金材料有限公司 劉珍
匯龍導(dǎo)管架陰極保護(hù)監(jiān)測系統(tǒng) CPMS風(fēng)電陰極保護(hù)鋁合金犧牲陽極AI-1
系統(tǒng)簡介
風(fēng)力發(fā)電作為快速發(fā)展的綠色可再生能源，逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電的運(yùn)行環(huán)境更為復(fù)雜：高濕度、高鹽分的海風(fēng)，鹽霧、海水浸泡、海浪飛濺形成的干濕交替區(qū)等，從而對海上風(fēng)機(jī)設(shè)備的防腐提出了更高的技術(shù)、性能要求。
陰極保護(hù)作為一種有效的防腐手段，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，其主要分為兩種：犧牲陽極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)。
犧牲陽極陰極保護(hù)
犧牲陽極陰極保護(hù)法是指在被保護(hù)體上連接一種更易失去電子的金屬或合金，它是一種比被保護(hù)體更為活潑的金屬，如鋅等，這樣，當(dāng)發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，被腐蝕的是比被保護(hù)體更活潑的金屬，從而保護(hù)了被保護(hù)體。在現(xiàn)實(shí)生活中比較常見的是，在輪船的尾部和船殼的水線以下部分，裝上一定數(shù)量的鋅塊，來防止船殼等的腐蝕，就是應(yīng)用的這種方法。目前，犧牲陽極陰極保護(hù)法除應(yīng)用除海水或河道中鋼鐵設(shè)備的保護(hù)外，還廣泛應(yīng)用于防止電纜、石油管道、地下設(shè)備和化工設(shè)備等的腐蝕。
根據(jù)海上風(fēng)塔的特殊性，結(jié)合我公司多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算，作出合理的設(shè)計(jì)和施工方案，如下圖就是海上風(fēng)塔采用犧牲陽極陰極保護(hù)的示意圖。
外加電流陰極保護(hù)
外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：
①直流電源，②輔助陽極，③參比電極。
① 直流電源
在外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中，需要有一個(gè)穩(wěn)定的直流電源，以提供保護(hù)電流。目前，廣泛使用的有整流器和恒電位儀兩種。一般，當(dāng)被保護(hù)的結(jié)構(gòu)物所處的工況條件（如浸水面積、水質(zhì)等）基本不變或變化很小，可以采用手動控制的整流器；但當(dāng)結(jié)構(gòu)物所處的工況條件經(jīng)常變化時(shí)，且變化頻率不高時(shí)，則應(yīng)采用自動控制的恒電位儀，以使結(jié)構(gòu)物電位總處在保護(hù)范圍內(nèi)。
② 輔助陽極
輔助陽極的作用是將直流電源輸出的直流電流由介質(zhì)傳遞到被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)上?？勺鬏o助陽極的材料有很多，如廢鋼鐵、石墨、鉛銀合金、高硅鑄鐵、鍍鉑鈦、包鉑鈮以及混合金屬氧化物電極等。這些材料各有其特點(diǎn)，適用于不同的場合。
③ 參比電極
參比電極的作用有兩個(gè)：一方面用于測量被保護(hù)結(jié)構(gòu)物的電位，監(jiān)測保護(hù)效果；另一方面，為自動控制的恒電位儀提供控制信號，以調(diào)節(jié)輸出電流，使結(jié)構(gòu)物總處于良好的保護(hù)狀態(tài)。在工程中，常用的參比電極有銅/飽和銅、銀/鹵化銀及高純鋅參比電極等，這些參比電極各具特點(diǎn)，適用于不同的場合。
陰極保護(hù)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)
普通海工結(jié)構(gòu)防腐蝕措施基本可以通過人工現(xiàn)場進(jìn)行檢查測量，再根據(jù)現(xiàn)場檢查結(jié)果確定被保護(hù)結(jié)構(gòu)所處狀態(tài)。但海上風(fēng)電場通常位于遠(yuǎn)離海岸線的大海中，直線距離通常有數(shù)海里，航道距離則更長，風(fēng)電場的面積也要有幾十平方公里，且數(shù)百臺風(fēng)機(jī)零散排布于此范圍內(nèi)，日常的維護(hù)檢測相當(dāng)困難，采用通常的人工方式根本不可能在一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，較大面積的風(fēng)電場工作量也相當(dāng)巨大，短時(shí)間內(nèi)無法完成檢測工作。我公司整合大量的現(xiàn)代通訊檢測手段，根據(jù)海上風(fēng)電場的布局及其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研制出了針對海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)專用的陰極保護(hù)檢測裝置和配套軟件。
陰極保護(hù)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)是一套面向陰極保護(hù)領(lǐng)域的遠(yuǎn)程智能在線監(jiān)測系統(tǒng)，它采用通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）方式作為數(shù)據(jù)傳輸手段。配合陰極保護(hù)數(shù)據(jù)專家管理系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了對陰極保護(hù)數(shù)據(jù)的集中采集和分析整理，可以通過遠(yuǎn)程方式實(shí)時(shí)獲取并分析數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)果及時(shí)對陰極保護(hù)系統(tǒng)做出調(diào)整，使整個(gè)陰極保護(hù)系統(tǒng)始終處于工作狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)了對陰極保護(hù)系統(tǒng)數(shù)字化、信息化、自動化管理。
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