在海洋(yang)能(neng)源(yuan)開發(fa)中(zhong)的(de)應(ying)用

1.海上(shang)風力發電(dian)

海上(shang)風電(dian)資(zi)源豐(feng)富(fu)，是未來(lai)發展的(de)重(zhong)要(yao)領(ling)域(yu)，也是風電(dian)技(ji)術最先進、需(xu)求最大的(de)領(ling)域(yu)。中(zhong)國的(de)海岸(an)線長(chang)約1800公(gong)裏，有(you)6000多個(ge)島嶼。東南沿(yan)海和海島地(di)區(qu)風能(neng)資(zi)源豐(feng)富(fu)，易(yi)於(yu)開發(fa)。近(jin)年來(lai)，大力推(tui)進(jin)海上(shang)風電(dian)發(fa)展得到了(le)相關(guan)部門的(de)支(zhi)持。風力渦輪(lun)機葉片重(zhong)量的(de)90%以(yi)上(shang)由(you)復合(he)材(cai)料制成。海上(shang)風力大，功(gong)率高(gao)，必然要(yao)求葉片更大，比強(qiang)度(du)和耐(nai)久(jiu)性(xing)更好(hao)。顯然，碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料能夠(gou)滿足(zu)發展大型(xing)化(hua)、輕量(liang)化、高(gao)性能(neng)、低(di)成本發電葉片的(de)要(yao)求，比玻璃(li)纖維復合(he)材(cai)料更適(shi)合(he)海洋(yang)應(ying)用。

碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料在海上(shang)風力發電(dian)中(zhong)具有(you)明顯的(de)優(you)勢(shi)。碳纖(xian)維葉片質(zhi)量低，剛性高(gao)，模(mo)量(liang)是玻璃(li)纖維制品的(de)3 ~ 8倍。海洋(yang)環境(jing)，濕(shi)度(du)大，氣(qi)候(hou)多變(bian)，風扇24小(xiao)時(shi)工(gong)作。葉片抗疲(pi)勞(lao)性能(neng)好，能更好(hao)地(di)抵禦惡劣(lie)天(tian)氣；提(ti)高了(le)葉片的(de)氣動(dong)性(xing)能(neng)，降低(di)了塔(ta)架和軸(zhou)上(shang)的(de)載荷(he)，使風機的(de)輸(shu)出(chu)功率更加(jia)平穩(wen)均(jun)衡，提(ti)高了(le)能效；利(li)用碳纖(xian)維的(de)導電性(xing)和特(te)殊(shu)的(de)結構設計，可以(yi)有(you)效避(bi)免雷(lei)電對葉片的(de)損壞(huai)。降(jiang)低風力渦輪(lun)機葉片的(de)制造(zao)和運輸(shu)成(cheng)本(ben)；具(ju)有(you)減(jian)振特(te)性等。  

2.水下油氣(qi)田

近年來(lai)，碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料在海洋(yang)油氣(qi)開發(fa)中(zhong)得到了(le)廣(guang)泛應(ying)用。海洋(yang)環境(jing)中(zhong)的(de)腐蝕(shi)、水下暗(an)流引(yin)起(qi)的(de)高壓(ya)和強(qiang)剪(jian)切對材(cai)料的(de)耐蝕(shi)性、強(qiang)度(du)和疲(pi)勞(lao)性能(neng)提(ti)出(chu)了嚴格(ge)的(de)要(yao)求。碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料在海上(shang)油田開發(fa)中(zhong)的(de)輕質(zhi)、耐用、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)等方面具有(you)明顯優(you)勢(shi):水深(shen)1500米的(de)鉆井平(ping)臺鋼(gang)制系泊(bo)纜重(zhong)量約為(wei)6500噸(dun)，碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料的(de)密(mi)度(du)是普(pu)通(tong)鋼(gang)的(de)1/4。如(ru)果(guo)用碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料代(dai)替部(bu)分(fen)鋼(gang)材(cai)，鉆(zuan)井平(ping)臺的(de)載荷(he)將顯著降低(di)，平(ping)臺的(de)建(jian)造(zao)成本(ben)也(ye)將節省。抽油桿(gan)的(de)往復運動(dong)容(rong)易因(yin)管外(wai)海水壓力與管內壓力不平(ping)衡導致材(cai)料(liao)疲(pi)勞(lao)斷裂，而(er)碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料可以(yi)解(jie)決這壹問題(ti)。由於(yu)海水環境(jing)耐(nai)腐蝕(shi)，在海水中(zhong)的(de)使用壽命(ming)比鋼(gang)長(chang)，服(fu)役深(shen)度(du)更深(shen)。

碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料可用作(zuo)生產(chan)井管(guan)、抽(chou)油桿(gan)、儲罐、海底輸(shu)油管(guan)道(dao)、甲板(ban)和油田鉆井平(ping)臺的(de)其(qi)他(ta)部件(jian)。制造(zao)工(gong)藝分(fen)為拉(la)擠工(gong)藝和濕(shi)法纏繞工(gong)藝。拉(la)擠(ji)成(cheng)型(xing)法通(tong)常用於(yu)普(pu)通(tong)管和連(lian)接(jie)管(guan)。纏繞法壹般用於(yu)儲罐和壓(ya)力容器(qi)的(de)表面(mian)，也可用於(yu)各(ge)向異(yi)性柔性管(guan)道(dao)中(zhong)，碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料以(yi)特(te)定角度(du)纏(chan)繞排列在鎧裝(zhuang)層中(zhong)。

碳纖(xian)維復合(he)材(cai)料制成的(de)連(lian)續(xu)抽(chou)油桿(gan)是壹種(zhong)類似薄膜(mo)的(de)帶狀結構，具(ju)有(you)良好的(de)柔韌性(xing)。它於(yu)20世(shi)紀90年代(dai)在美(mei)國產(chan)生和應(ying)用。它是以(yi)碳纖(xian)維為(wei)增強(qiang)纖維，不飽(bao)和樹(shu)脂為(wei)基(ji)體(ti)材料，經高(gao)溫(wen)交聯(lian)固化(hua)，采(cai)用拉(la)擠(ji)工(gong)藝生產(chan)而(er)成。2001年(nian)至2003年(nian)，碳纖(xian)維抽(chou)油桿(gan)和普(pu)通(tong)鋼(gang)抽(chou)油桿(gan)作為(wei)試(shi)點(dian)項(xiang)目在中(zhong)國純梁油田使用。使(shi)用碳纖(xian)維抽(chou)油桿(gan)可以(yi)明顯增加(jia)產(chan)油量(liang)，降低電(dian)機負荷(he)，節約能(neng)源(yuan)。而(er)且(qie)碳纖(xian)維復合(he)抽(chou)油桿(gan)比鋼(gang)質(zhi)抽油桿(gan)更耐(nai)疲(pi)勞(lao)、耐腐(fu)蝕(shi)，更適(shi)合(he)海底油田的(de)開發(fa)。