渔光互补光伏发电项目防腐蚀方法的对比分析.doc

渔光互补光伏发电项目防腐蚀方法及设计探究 摘要 渔光互补是光伏市场的新兴元素。为了完善渔光互补设计体系，本文将进行渔光互补光伏发电项目防腐蚀方法及设计探究。探究思路是在遵循规范标准的前提下，从多个角度对比分析工程实际现行的腐蚀防护方法，并结合xx市项目的地理条件、工程预算、防护等级要求等实际情况，进行防腐蚀方案设计及筛选，最后通过土壤电阻率、短路电流、接地腐蚀等参数的计算，检验腐蚀防护方案的规范性与可行性。本文的防腐蚀方法及设计探究结合工程实际，对渔光互补光伏发电的防腐蚀设计具有一定的参考价值。 引言 自531政策以来，全国光伏发电产业持续降温，2018年整体装机容量约88GW，行业链总体价格呈下降趋势，目前已跌至新政前的70%。金融市场相关研究表明，受能源危机的影响，光伏市场的投资趋势将在2019年大幅上升，例如电动汽车充电桩的光伏电源计划等。为了适应当前光伏市场萎缩的环境，渔光互补光伏发电等农光结合的新型产业形式在逐渐发展。所谓渔光互补，是指渔场在养殖的基础上，在渔场周围布置光伏电池板，不仅能给渔池养殖提供遮挡，还能通过新能源电力市场交易获利。 考虑“渔光互补光伏发电”为新兴项目，其设计思想尚未成熟，尤其在工程腐蚀防护方面。因此，本文以《XX区XX镇80MWp渔光互补光伏发电项目》为实例，对渔光互补腐蚀防护设计进行探究。 一、腐蚀防护方法概述 1涂层 涂层法是一种隔离防腐措施，使被保护材料与土壤、水和氧气等具有腐蚀性的介质或氧化性较强的物质隔离，达到腐蚀防护的目的。涂层的功能优点：①对接触腐蚀的抑制效果明显；②金属表面钝化反应提高金属自身电位使化学电池难以形成；③通过对渗透性介质的隔离将被保护结构的电位维持在安全范围。涂层法的问题在于对生产施工等环节的质量要求较高，一旦存在缺陷，失去特有的防腐优势，金属防护的效果将大打折扣。 2低合金耐腐蚀钢 低合金耐腐蚀钢是指在钢结构之中添加其它的金属、非金属元素，使融合后的钢结构具有耐腐蚀能力。耐腐蚀能力取决于添加的化学元素的性质以及添加量的大小，与本身的物理化学性质也有一定的关系。缺点是合金钢耐腐蚀性能的增强可能导致抗弯曲等机械性能的削弱，且成本随之升高，实际工程应用依具体情况而定。 3外加电流 外加电流阴极保护由直流电源阴极与被保护设备相连，通过辅助阳极、电解质形成回路，电流在回路中给被保护设备提供阴极保护，使电子富集在设备表面，调节电流密度使被保护金属电位低于周边物质电位，从而产生阴极极化，降低设备的腐蚀速率。阳极材料通常以铅-银合金、铅-银微铂、铂-铌复合阳极以及铂-钛复合阳极等高原子序数的金属为主，因此，辅助阳极的服役时间往往较长。 4牺牲阴极保护 牺牲阳极保护则是由被保护设备连接一个电位更负的金属作为阳极，对被保护设备进行阴极极化。牺牲阳极法要求介质电阻率较低，因为一旦介质电阻率超过一定阈值，阴极电位将无法有效极化，这时为降低阴极电位，必须增大阳极电流，从而加快阳极腐蚀速率，缩短阳极更换周期，增加系统的保护成本。相比外加电流保护，牺牲阳极法无需长时间的维护管理，在阳极安装完成后和阳极更换前的阶段，不用进行断电电位检测、电流密度调节、阴保站的维护等操作，且由于更换频率较高，牺牲阳极法不易产生杂散腐蚀，而外加电流保护的杂散腐蚀较为严重。 5热浸镀锌 热浸镀锌是一种综合类防腐方法，该方法的基本原理在于物理隔离和化学电池，与牺牲阳极阴极保护法以及涂层法的腐蚀防护原理类似，锌层的作用在于①隔离外界腐蚀介质，防止氧化物和电解质的侵入，但杂散电流及电磁干扰不能排除在外，与涂层法原理类似；②与涂层法不同的是，若热镀锌材料出现缺陷，依然可以通过牺牲镀锌层对原金属结构实施保护，其原理与牺牲阳极以及保护法类似，本文中将其归纳到牺牲阳极保护法中。综上所述，热浸镀锌是一种简单有效的金属防腐方式。 二、阴极保护防腐蚀技术研究 经过对五种防腐蚀方法优缺点的分析，同时考虑各类防腐蚀技术的工程应用特点，广西xx市市光伏项目选择采用应用广泛且技术成熟的阴极保护法。阴极保护法有两大类：牺牲阳极(包括热镀锌)和外加电流保护法，下面将展开两者的对比分析。 1两种保护方案的对比分析 综合目前工程应用中的各类防腐技术研究，总结阴极保护方案的优缺点，并在经济性、技术性、材料设备、占地面积及检修更换难度五个方面进行对比分析，结果如表2-1所示。 表2-1两种阴极保护方案的技术对比 方案 牺牲阳极阴极保护方案 外加电流阴极保护方案 经济性对比 不需外部电源 需要外部电源 工程越小越经济 工程越大越经济 保护年限一般为30年寿命 保护年限一般为60年 管理简便，不需日常维护 应经常管理 技术性对比 高电阻率环境不宜使用 不受环境电阻率限制 设计安装后保护参数不能改变，一般不会造成过保护 能提供大电流，有可能产生过保护 因阳极消