專利名稱：:清洗氣體渦輪壓縮機(jī)葉片的含水組合物和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于燃?xì)鉁u輪葉片的化學(xué)清洗液。更具體地，本發(fā)明涉及包含二醇烷基醚化合物、溶劑和金屬腐蝕抑制劑成分的清洗組合物。
背景技術(shù)：
：全世界都在使用工業(yè)燃?xì)鉁u輪。燃?xì)鉁u輪的實(shí)例為SolarTurbines,Inc.制造的MarsGasTurbine或Taurus70GasTurbine。Mars渦輪機(jī)有15級(jí)壓縮機(jī)，每級(jí)都包括一排固定的葉片(靜葉片)和一排轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片。第1級(jí)葉片最大而第15級(jí)葉片最小。在操作期間，空氣被吸入壓縮機(jī)的擴(kuò)散形通道并經(jīng)過每一級(jí)被壓縮。在每一級(jí)，靜葉片引導(dǎo)壓縮空氣通過與其配對(duì)的一排轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。靜葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的翼片(airfoil)已設(shè)計(jì)為提供最大效率。但是，連續(xù)操作的結(jié)果是，在這些翼片的前沿上堆積了污物。因此，壓縮機(jī)部分的總效率下降。這反過來又降低了可供消費(fèi)使用的功率。Mars渦輪機(jī)在滿額定功率下每秒鐘壓縮近90磅空氣。每標(biāo)準(zhǔn)立方英尺的空氣僅僅有少量空氣污染物。但是，當(dāng)大量的空氣通過渦輪機(jī)時(shí)，這些污物成倍增加。另外，空氣在室溫下進(jìn)入渦輪機(jī)并在約630°F下離開壓縮機(jī)。大部分效率損失在前三級(jí)或前四級(jí)上發(fā)生，一旦污物附著在葉片上就很難清洗它們。因此，必須清洗燃?xì)鉁u輪，通常每月清洗以保持操作效率和最大可用功率。有兩種主要方法來清洗燃?xì)鉁u輪；一種方法是曲軸清洗(crankwashing)，另一種方法是在線清洗。在這兩種方法中曲軸清洗更加通用。在清洗時(shí)，每個(gè)渦輪機(jī)使用約2加侖清洗劑清洗渦輪，并使用另外1-2加侖清洗通道。在操作車間還可以使用相同的清洗劑用于常規(guī)清洗。因此，需要大量優(yōu)質(zhì)的燃?xì)鉁u輪清洗劑。燃?xì)鉁u輪的曲軸清洗是這樣一種方法，其中在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸時(shí)將清洗液引入渦輪機(jī)的渦輪壓縮機(jī)進(jìn)口。該緩慢的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)是冷轉(zhuǎn)動(dòng)而不進(jìn)行點(diǎn)火或引入燃料。市場上有許多類型的渦輪壓縮機(jī)清洗劑。包括PenetoneCorporation的Penetone19；Conntect,Inc.的Connect5000；TurcoProducts,Inc.的Turco6783Series；ZOKIncorporated的ZOK27,以及RochemCorporation的Fyrewash。然而，目前的清洗產(chǎn)品有幾個(gè)缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)包括泡沫過多，浸泡時(shí)間長，水溶性低和殘留清洗劑?，F(xiàn)有產(chǎn)品克服了這些缺點(diǎn)中的一些；但是沒有一種現(xiàn)有產(chǎn)品能夠克服所有這些缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪清洗組合物，其包括以下物質(zhì)的混合物(a)二醇烷基醚化合物，(b)烷基鏈長為約3-18個(gè)碳的烷氧基化表面活性劑和(c)金屬腐蝕抑制劑成分。本發(fā)明還涉及在發(fā)電時(shí)清洗氣體渦輪壓縮機(jī)和/或其葉片而功率無明顯損失的方法，所述方法包括使待清洗的表面與清洗組合物接觸，該清洗組合物包括以下物質(zhì)的混合物(a)二醇烷基醚化合物，(b)烷基鏈長為約3-18個(gè)碳的烷氧基化表面活性劑和(c)金屬腐蝕抑制劑成分。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪清洗劑。具體地，本發(fā)明的清洗劑描述為組合物。本發(fā)明的組合物包括二醇烷基醚化合物和烷基鏈長為約3-18個(gè)碳的烷氧基化表面活性劑。本發(fā)明的組合物還包括金屬腐蝕抑制劑成分。本發(fā)明還涉及清洗基底的方法，包括提供本發(fā)明的清洗液及使該清洗液與待清洗的基底接觸。具體地，本發(fā)明涉及可用于清洗氣體渦輪壓縮機(jī)葉片的清洗劑組合物。施用本發(fā)明的含水清洗液以有效除去沉積在氣體渦輪壓縮機(jī)中的污物，以及有效清洗壓縮機(jī)。注意，存在于氣體渦輪壓縮機(jī)上的特定污垢沉積物取決于它們工作的環(huán)境和現(xiàn)存的過濾結(jié)構(gòu)(filtration)。沉積物通常包括不同含量的水分、煙灰、水溶性組分、不溶性污物和壓縮機(jī)葉片材料的腐蝕產(chǎn)物。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及清洗劑組合物，其包括(1)溶劑成分(約1-20重量％)，包括一種或多種醇_乙二醇的組合，(2)表面活性劑成分(約5-25重量％)，包括一種或多種非離子表面活性劑，以及(3)金屬腐蝕抑制劑成分(約1-15重量％)(余下的水；約50-90重量％)。溶劑成分包括一種或多種以下物質(zhì)丙二醇甲醚、一縮二丙二醇甲醚、二縮三丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、一縮二丙二醇正丙醚、二縮三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇正丁醚、二縮三丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇二甲醚、一縮二乙二醇乙醚、一縮二乙二醇甲醚、一縮二乙二醇正丁醚、一縮二乙二醇己醚、乙二醇丙醚、乙二醇正丁醚和乙二醇己醚。表面活性劑成分包括一種或多種以下物質(zhì)選自以下的一種或多種非離子型乙氧基化伯醇和/或仲醇、含有氧化丙烯的烷氧基化伯醇，和/或氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物。烷基鏈長優(yōu)選為3-18個(gè)碳，更優(yōu)選為6-15個(gè)碳。氧化乙烯或氧化丙烯材料約為2-20摩爾。該類型的表面活性劑的實(shí)例為NeodolTM、Surfonic、Plurafac和Pluronic系列表面活性劑。腐蝕抑制劑成分包括一種或多種以下物質(zhì)N-甲基油酰氨基乙酸、三乙醇胺、1，8-辛烷二羧酸、(((2-羥乙基)亞氨基)雙(亞甲基))雙膦酸N-氧化物、((四氫-2-羥基-4H-1,4,2-氧膦雜苯-4-基)甲基)膦酸N-氧化物(((tetrahydro-2-hydroxy-4H-l，4,2-oxaphosphorin-4-yl)methyl)phosphonicacidN-oxide)、5_甲基—1，2,3_苯并三11坐。本發(fā)明的清洗組合物的pH可以通過添加氫氧化銨溶液、三乙醇胺和二乙醇銨中的一種或多種而調(diào)節(jié)為約6.5-9，且優(yōu)選為6.5-7.5。根據(jù)MIL-PRF-85704C(PerformanceSpecification,CleaningCompound,TurbineEngineGasPath,1998)進(jìn)行清洗效率和規(guī)格測試。依照MIL-PRF-23699在1升寬口瓶中混合500克潤滑油和50克Raven1040碳黑。將瓶置于240°C士5°C的烘箱中。將與計(jì)量空氣供給源連接的0.25英寸內(nèi)徑(I.D.)玻璃管插入混合物中，空氣流量為8.5士0.5cm7s。在240°C士5°C曝氣下加熱混合物120小時(shí)，然后冷卻至室溫并混合至均勻。[0017]測試盤的直徑為6英寸，厚度為0.020英寸，由裸不銹鋼316制成。用刷子將污物均勻涂覆在盤上。清洗裝置在220rpm下垂直轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴前面的這些盤，噴嘴垂直于盤，所述盤每分鐘9次來回通過預(yù)定區(qū)域。噴嘴尖端在整個(gè)清洗和沖洗周期與測試盤保持3.3士0.1英寸的距離。1000!11120體積％的清洗液以100士lOml/min.的速率通過噴嘴吸入轉(zhuǎn)動(dòng)的污盤上。噴嘴與IOpsig蒸汽管線連接。干燥并稱重測試盤，結(jié)果用于計(jì)算清洗化合物的清洗效率百分?jǐn)?shù)。在下面的表1中示出了每種清洗制劑的清洗效率。由重量損失測量清洗效率并目測觀察清洗之后留在測試盤上的污物量。得到約100%清洗性能的清洗效率具有最高清洗能力并設(shè)等級(jí)為#1。使用去離子(D.I.)水作為參照并設(shè)等級(jí)為#6。在清洗之后根據(jù)目測外觀(清潔性)分配性能等級(jí)。如表中所示，15.6%C12-18烷氧基化直鏈醇(例如PlurafacD-25)和—縮二丙二醇甲醚(ArcosolvDPM)，3%丙二醇正丁醚(DowanolPnB)共混，以及腐蝕抑制劑混合物尤其增強(qiáng)了清洗性能。除了制劑38之外，表1中的所有制劑都包括腐蝕抑制劑的混合物(0.1-1重量％5-甲基-1，2，3-苯并三唑；0.01-0.1重量％N-甲基油酰氨基乙酸；0.1-3重量％三乙醇胺；0.5-2重量％1，8-辛烷二羧酸)。表1-清洗液組合物和清洗測試<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在表1中1.溶劑成分ArcosolvDPM=—縮二丙二醇甲醚；DowanolPnB=丙二醇正丁醚；DowanolDPnM=—縮二丙二醇丙醚；ButylCellosolve=乙二醇一丁醚；ButylCarbitol=一縮二乙二醇正丁醚；HexyleneGlycol=2_甲基-2，4_戊二醇。2.腐蝕抑制劑成分5-甲基-1，2，3-苯并三唑；N-甲基油酰氨基乙酸；三乙醇胺；1，8-辛烷二羧酸；EBO=(((2-羥乙基)亞氨基)雙(亞甲基))雙膦酸N-氧化物和((四氫-2-羥基-4H-1，4，2-氧膦雜苯-4-基)甲基)膦酸N-氧化物的混合物。3.表面活性劑成分Ne0d0l23-5具有5摩爾EO單元的C12-11乙氧基化伯醇；Neodol25-7具有7摩爾EO單元的C12-15乙氧基化伯醇；Neodol25_9具有9摩爾EO單元的乙氧基化伯醇；SurfonicL12-6:P0E(6)C10-12烷基；SurfonicL12-8:P0E(8)C10-12烷基；SurfonicL24-9:P0E(9)C12-14烷基；SurfonicJL-25X:C12_18乙氧基化，丙氧基化醇；MacolL12月桂醇乙氧基化物；Iconol24_9:C12_16羥乙基醇；Iconol35_8:C12_15支化醇；分子量580；PlurafacB25-5:C12_15烷氧基化直鏈醇，分子量810；PlurafacB26C12-15烷氧基化直鏈醇，分子量1030；PlurafacD25:C12_18烷氧基化直鏈醇，分子量930；PlurafacSL-62:C6_10烷氧基化直鏈醇，分子量840；PlurafacSL-92:C6_10烷氧基化直鏈醇，分子量700。為了防止壓縮機(jī)材料發(fā)生任何水腐蝕或應(yīng)力腐蝕，以及為了防止渦輪機(jī)中的熱腐蝕，清洗液的成分優(yōu)選為高純度的，余下量為腐蝕抑制劑。清洗液的殘留物或灰分含量優(yōu)選不應(yīng)超過約0.01%，因此，對(duì)于燃?xì)鉁u輪清洗應(yīng)用的目的，所有成分，尤其是表面活性劑成分，應(yīng)該為高純度級(jí)且低鹽的。優(yōu)選地，總的堿金屬應(yīng)小于約25ppm，鎂和鈣應(yīng)小于約5ppm，錫和銅應(yīng)小于約lOppm，硫應(yīng)小于約50ppm，氯應(yīng)小于約40ppm，以及釩和鉛小于約0.lppm。盡管已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但顯然對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，本發(fā)明的大量其它的形式和修改將是顯而易見的。權(quán)利要求書和本發(fā)明一般應(yīng)認(rèn)為涵蓋了所有這些在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的顯而易見的形式和修改。權(quán)利要求燃?xì)鉁u輪清洗組合物，包括以下物質(zhì)(a)1-20重量％的溶劑成分，所述溶劑成分包括二醇烷基醚化合物，(b)5-25重量％的表面活性劑成分，其包括一種或多種非離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑包括烷基鏈長為3-18個(gè)碳的烷氧基化表面活性劑，(c)1-15重量％的金屬腐蝕抑制劑成分，和(d)50-90重量％的余下的水，其中該組合物的堿金屬含量小于25ppm，所述金屬腐蝕抑制劑成分選自N-甲基油酰氨基乙酸、1，8-辛烷二羧酸、(((2-羥乙基)亞氨基)雙(亞甲基))雙膦酸N-氧化物、((四氫-2-羥基-4H-1，4，2-氧膦雜苯-4-基)甲基)膦酸N-氧化物以及它們與三乙醇胺的混合物。2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述二醇烷基醚化合物選自丙二醇甲醚、一縮二丙二醇甲醚、二縮三丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、一縮二丙二醇正丙醚、二縮三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇正丁醚、二縮三丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇二甲醚、一縮二乙二醇乙醚、一縮二乙二醇甲醚、一縮二乙二醇正丁醚、一縮二乙二醇己醚、乙二醇丙醚、乙二醇正丁醚、乙二醇己醚以及它們的混合物。3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述烷氧基化表面活性劑選自以下的一種或多種非離子型乙氧基化伯醇或仲醇、含有氧化丙烯的烷氧基化伯醇、氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物，及其混合物。4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述烷氧基化表面活性劑的烷基鏈長為6-15個(gè)碳。5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述烷氧基化表面活性劑是非離子型的。6.權(quán)利要求1的組合物，其中組合物的pH為6.5-9。7.權(quán)利要求6的組合物，其中組合物的pH為6.5-7.5。8.權(quán)利要求1的組合物，其中組合物的灰分含量小于0.01%。9.在發(fā)電時(shí)清洗氣體渦輪壓縮機(jī)及其葉片而功率無明顯損失的方法，其包括使待清洗的表面與清洗組合物接觸，所述清洗組合物包括以下物質(zhì)(a)1-20重量％的溶劑成分，所述溶劑成分包括二醇烷基醚化合物，(b)5-25重量％的表面活性劑成分，其包括一種或多種非離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑包括烷基鏈長為3-18個(gè)碳的烷氧基化表面活性劑，(()1-15重量％的金屬腐蝕抑制劑成分，和((1)50-90重量％的余下的水，其中該組合物的堿金屬含量小于25ppm，所述金屬腐蝕抑制劑成分選自N-甲基油酰氨基乙酸、1，8-辛烷二羧酸、(((2-羥乙基)亞氨基)雙(亞甲基))雙膦酸N-氧化物、((四氫-2-羥基-4H-1，4，2-氧膦雜苯-4-基)甲基)膦酸N-氧化物以及它們與三乙醇胺的混合物。10.權(quán)利要求9的方法，其中所述二醇烷基醚化合物選自丙二醇甲醚、一縮二丙二醇甲醚、二縮三丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、一縮二丙二醇正丙醚、二縮三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇正丁醚、二縮三丙二醇正丁醚、一縮二丙二醇二甲醚、一縮二乙二醇乙醚、一縮二乙二醇甲醚、一縮二乙二醇正丁醚、一縮二乙二醇己醚、乙二醇丙醚、乙二醇正丁醚、乙二醇己醚以及它們的混合物。11.權(quán)利要求9的方法，其中所述烷氧基化表面活性劑選自以下的一種或多種非離子型乙氧基化伯醇或仲醇、含有氧化丙烯的烷氧基化伯醇、氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物，及其混合物。12.權(quán)利要求9的方法，其中所述烷氧基化表面活性劑的烷基鏈長為6-15個(gè)碳。13.權(quán)利要求9的方法，其中所述烷氧基化表面活性劑是非離子型的。14.權(quán)利要求9的方法，其中組合物的pH為6.5-9。15.權(quán)利要求14的方法，其中組合物的pH為6.5-7.5。16.權(quán)利要求9的方法，其中組合物的灰分含量小于0.01%。專利摘要本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪清洗劑。本發(fā)明的組合物包括二醇烷基醚化合物，烷基鏈長為3-18個(gè)碳的烷氧基化表面活性劑和金屬腐蝕抑制劑成分。文檔編號(hào)F01D25/00GKCN1875131B發(fā)布類型授權(quán)專利申請(qǐng)?zhí)朇N200480032516公開日2010年8月11日申請(qǐng)日期2004年8月17日發(fā)明者布魯斯·K·菲利波,鄢來斌申請(qǐng)人:通用電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan專利引用(7),