一种风力发电机组水冷系统专用冷却液及其制备方法与应用与流程

本发明涉及冷却液技术领域，尤其涉及一种风力发电机组水冷系统专用冷却液及其制备方法与应用。

背景技术：

风电冷却液是一种在风力发电运行系统中进行全天候工作的低冰点液体，在低温下能够不结冰，具有良好的流动性，在高温下蒸发小，能够持续工作并可以带走风电在运转过程中产生的大量热量，适应各种复杂的工作环境，具有长效的防腐蚀、防结垢、防冻、防沸、抑泡等优点。

由于当前无相应国家标准或行业标准对风力发电机组水冷系统使用的冷却液做出技术指标要求，因此风电冷却液的使用混乱，质量良莠不齐。目前风电行业普遍使用机动车发动机冷却液或者直接使用一定浓度的乙二醇或丙二醇水溶液作为风力发电机组水冷系统冷却液。虽然机动车发动机冷却液与风力发电机冷却系统冷却液的工作原理相似，但运行环境有明显的差异，冷却液的部分性能指标技术要求及检测方法也应有所不同。《gb29743-2013机动车发动机冷却液》主要侧重于机动车发动机循环冷却系统特点而规定了冷却液的技术要求与试验方法。鉴于风力发电机组运行环境为高压带电环境，对冷却液的电导率具有严格要求，但是机动车发动机冷却液对电导率不做要求，一般都在超过2000μs/cm。就冷却液的电导率而言，机动车发动机冷却液不能直接作为风力发电机组水冷系统冷却液使用。乙二醇或丙二醇在冷却系统循环运行时会被溶解氧高温氧化，生成乙二酸和甲酸等酸性物质，氧化生成的酸性物质腐蚀性强，会造成循环冷却系统中金属材质的腐蚀。如果直接使用乙二醇或丙二醇水溶液作为冷却液，由于不添加金属腐蚀抑制剂，运行过程中会对水冷系统的材质造成腐蚀。

以往在风力发电机组中，冷却液并未受到重视。但是，风机运转几年后，冷却系统出现的问题才引起人们的重视。随着风电装机数量越来越多，设计出一种电导率低且防腐的冷却液，以满足风力发电机组特殊运行环境，从而保证风电机组的正常运行，是十分必要的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风力发电机组水冷系统专用冷却液及其制备方法与应用。本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液电导率低，同时对水冷系统中的金属有防腐作用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下质量百分比的组分：胺类有机化合物1～3％，唑类有机化合物0.15～0.3％，抗氧化剂0.1～0.3％，有机硅消泡剂0.01～0.02％，二元醇48～60％，余量的水。

优选地，所述胺类有机化合物为有机碱和酰胺类化合物的混合物。

优选地，所述混合物中有机碱与酰胺类化合物的质量比为1.5～2:1。

优选地，所述有机碱为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二正丁胺、二异丙胺、吗啉和吡啶一种或多种。

优选地，所述酰胺类化合物为苯甲酰胺、n-甲基己内酰胺和n-甲基二乙酰胺一种或多种。

优选地，所述唑类有机化合物为苯并三氮唑、巯基苯并噻唑和甲基苯并三氮唑中的一种或多种。

优选地，所述抗氧化剂为抗氧化剂4010。

优选地，所述二元醇为乙二醇、1,2丙二醇、1,3丙二醇和二乙二醇中的一种或多种的混合。

本发明还提供了上述技术方案所述的风力发电机组水冷系统专用冷却液的制备方法，包括以下步骤：

将二元醇和水混合，得到第一混合液；

在所述第一混合液中依次加入胺类有机化合物、唑类有机化合物、抗氧化剂和有机硅消泡剂，混合，得到所述风力发电机组水冷系统专用冷却液。

本发明还提供了上述技术方案所述的风力发电机组水冷系统专用冷却液在风力发电机组水冷系统中的应用。

本发明提供了一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下质量百分比的组分：胺类有机化合物1～3％，唑类有机化合物0.15～0.3％，抗氧化剂0.1～0.3％，有机硅消泡剂0.01～0.02％，二元醇48～60％，余量的水。本发明提供的冷却液中的组分在水溶液中均不发生电离，使冷却液具有较低的电导率；同时，在胺类有机化合物和唑类有机化合物的共同作用下，解决了水冷系统中铝合金(3003、4043、5052或6061)、4104钎料、304不锈钢、碳钢及铜的腐蚀问题，对风力发电机组水冷系统提供长效防护。另外，本发明的冷却液凝固点低，且具有长效性。实施例的数据表明：本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液的20℃电导率为336～369μs/cm，均小于400μs/cm，冰点为-35.2～-47.6℃，对铝合金(例如3003铝合金、4043铝合金、5052铝合金、6061铝合金)、4104钎料、304不锈钢、碳钢及铜的试片质量损失小于规定要求，用于风电水冷系统金属防腐效果突出。

本发明还提供了上述技术方案所述的风力发电机组水冷系统专用冷却液在风力发电机组水冷系统中的应用。本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液具有低凝固点、低电导率的特点，使其可以用于风力发电机组水冷系统。

具体实施方式

本发明提供了一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下质量百分比的组分：胺类有机化合物1～3％，唑类有机化合物0.15～0.3％，抗氧化剂0.1～0.3％，有机硅消泡剂0.01～0.02％，二元醇48～60％，余量的水。

本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液包括质量百分比为1～3％的胺类有机化合物，优选为1.5～2.5％，进一步优选为2.0～2.5％。在本发明中，所述胺类有机化合物优选为有机碱和酰胺类化合物混合物；所述混合物中有机碱和酰胺类化合物的质量比优选为1.5～2.0:1，进一步优选为1.6:1。

在本发明中，所述有机碱优选为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二正丁胺、二异丙胺、吗啉和吡啶一种或多种，进一步优选为吗啉；当所述有机碱为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的重量比不做具体限定，任意重量比均可。

在本发明中，所述酰胺类化合物优选为苯甲酰胺、n-甲基己内酰胺和n-甲基二乙酰胺一种或多种，进一步优选为n-甲基己内酰胺；当所述酰胺类化合物为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的重量比不做具体限定，任意重量比均可。

本发明对所述有机碱和酰胺类化合物的来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品或自制产品均可。

本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液包括质量百分比为0.15～0.3％的唑类有机化合物，优选为0.23～0.26％。

在本发明中，所述唑类有机化合物优选为苯并三氮唑、巯基苯并噻唑和甲基苯并三氮唑中的一种或多种，进一步优选为甲基苯并三氮唑；当所述唑类有机化合物为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的重量比不做具体限定，任意重量比均可。

本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液包括质量百分比为0.1～0.3％的抗氧化剂，优选为0.15～0.25％，进一步优选为0.20％。在本发明中，所述抗氧化剂优选为抗氧化剂4010。

本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液包括质量百分比为0.01～0.02％的有机硅消泡剂，优选为0.013～0.018％。本发明对所述有机硅消泡剂的来源和类型不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。

本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液包括质量百分比为48～60％的二元醇，优选为50～58％。在本发明中，所述二元醇优选为乙二醇、1,2丙二醇、1,3丙二醇和二乙二醇中的一种或多种的，进一步优选为乙二醇；当所述二元醇为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的重量比不做具体限定，任意重量比均可。

本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液包括余量的水，所述水优选为纯净水。

在本发明中，所述风力发电机组水冷系统专用冷却液中的组分在水溶液中基本上不发生电离，使冷却液具有较低的电导率；同时，在胺类有机化合物和唑类有机化合物的共同作用下，解决了水冷系统中铝合金(例如3003铝合金、4043铝合金、5052铝合金、6061铝合金)、4104钎料、304不锈钢、碳钢及铜的腐蚀问题，对风力发电机组水冷系统提供长效防护。另外，本发明的冷却液凝固点低。

本发明还提供了上述技术方案所述的风力发电机组水冷系统专用冷却液的制备方法，包括以下步骤：

将二元醇和水混合，得到第一混合液；

在所述第一混合液中依次加入胺类有机化合物、唑类有机化合物、抗氧化剂和有机硅消泡剂，混合，得到所述风力发电机组水冷系统专用冷却液。

在本发明中，所述胺类有机化合物、唑类有机化合物、抗氧化剂和有机硅消泡剂依次加入的方式优选为每间隔10min加入一种物质。

在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行；所述混合优选在反应釜中进行；本发明对所述混合的时间不做具体限定，只要能够使物料充分混合即可。

当所有组分混合均匀后，本发明优选还包括将所得混合溶液过滤，所述过滤用过滤器的孔径优选为0.5～1目。

本发明还提供了上述技术方案所述的风力发电机组水冷系统专用冷却液在风力发电机组水冷系统中的应用。

在本发明中，由于风力发电机组水冷系统专用冷却液具有低凝固点、低电导率的优点，因此可以用于风力发电机组水冷系统，改善水冷系统中金属的腐蚀问题。

下面结合实施例对本发明提供的风力发电机组水冷系统专用冷却液及其制备方法与应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下组分：乙二醇560kg，纯净水410.65kg，吗啉15.3kg，n-甲基己内酰胺9.6kg，甲基苯并三氮唑2.3kg，抗氧化剂40102.0kg，有机硅消泡剂0.15kg；

所述风力发电机组水冷系统专用冷却液的制备方法为：

将乙二醇打入反应釜，随后加入纯净水混合，然后依次加入吗啉、n-甲基己内酰胺、甲基苯并三氮唑、抗氧化剂4010和有机硅消泡剂，所述吗啉、n-甲基己内酰胺、甲基苯并三氮唑、抗氧化剂4010和有机硅消泡剂的加入时间间隔为10min，加入完毕后，搅拌0.5h后，形成了一种无色或淡黄色的透明溶液，经过检验合格后，通过0.5～1目的过滤器过滤后即可分装。

实施例2

一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下组分：乙二醇560kg，纯净水411.45kg，吗啉16.1kg，n-甲基己内酰胺8.3kg，甲基苯并三氮唑2.5kg，抗氧化剂40101.5kg，有机硅消泡剂0.15kg；

本实施例风力发电机组水冷系统专用冷却液的制备方法与实施例1相同。

实施例3

一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下组分：乙二醇480kg，纯净水491.17kg，吡啶15.6kg，苯甲酰胺9.1kg，苯并三氮唑2kg，抗氧化剂40102kg，有机硅消泡剂0.13kg；

本实施例风力发电机组水冷系统专用冷却液的制备方法与实施例1相同。

实施例4

一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下组分：乙二醇530kg，纯净水439.54kg，二乙醇胺16kg，n-甲基己内酰胺9.5kg，巯基苯并噻唑2.5kg，抗氧化剂40102.3kg，有机硅消泡剂0.16kg；

本实施例风力发电机组水冷系统专用冷却液的制备方法与实施例1相同。

实施例5

一种风力发电机组水冷系统专用冷却液，包括以下组分：乙二醇580kg，纯净水389.54kg，吗啉9.3kg，二正丁胺6.5kg，n-甲基二乙酰胺9.5kg，甲基苯并三氮唑2.5kg，抗氧化剂40102.5kg，有机硅消泡剂0.16kg；

本实施例风力发电机组水冷系统专用冷却液的制备方法与实施例1相同。

对实施例1～5所得风力发电机组水冷系统专用冷却液的进行性能测试，结果如表1所示。

表1实施例1～5所得风力发电机组水冷系统专用冷却液的性能测试结果

从表1可以看出：本发明提供的冷却液对铝合金(例如3003铝合金、4043铝合金、5052铝合金、6061铝合金)、4104钎料、304不锈钢、碳钢及铜的试片质量损失小于规定要求，用于风电水冷系统金属防腐效果突出。冷却液的电导率低符合技术指标要求。凝固点低，适用于风机的全天候运转，具有很大的推广价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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