专利名称：:清洗气体涡轮压缩机叶片的含水组合物和方法
技术领域：
：本发明涉及用于燃气涡轮叶片的化学清洗液。更具体地，本发明涉及包含二醇烷基醚化合物、溶剂和金属腐蚀抑制剂成分的清洗组合物。
背景技术：
：全世界都在使用工业燃气涡轮。燃气涡轮的实例为SolarTurbines,Inc.制造的MarsGasTurbine或Taurus70GasTurbine。Mars涡轮机有15级压缩机，每级都包括一排固定的叶片(静叶片)和一排转动的叶片。第1级叶片最大而第15级叶片最小。在操作期间，空气被吸入压缩机的扩散形通道并经过每一级被压缩。在每一级，静叶片引导压缩空气通过与其配对的一排转动叶片。静叶片和转动叶片的翼片(airfoil)已设计为提供最大效率。但是，连续操作的结果是，在这些翼片的前沿上堆积了污物。因此，压缩机部分的总效率下降。这反过来又降低了可供消费使用的功率。Mars涡轮机在满额定功率下每秒钟压缩近90磅空气。每标准立方英尺的空气仅仅有少量空气污染物。但是，当大量的空气通过涡轮机时，这些污物成倍增加。另外，空气在室温下进入涡轮机并在约630°F下离开压缩机。大部分效率损失在前三级或前四级上发生，一旦污物附着在叶片上就很难清洗它们。因此，必须清洗燃气涡轮，通常每月清洗以保持操作效率和最大可用功率。有两种主要方法来清洗燃气涡轮；一种方法是曲轴清洗(crankwashing)，另一种方法是在线清洗。在这两种方法中曲轴清洗更加通用。在清洗时，每个涡轮机使用约2加仑清洗剂清洗涡轮，并使用另外1-2加仑清洗通道。在操作车间还可以使用相同的清洗剂用于常规清洗。因此，需要大量优质的燃气涡轮清洗剂。燃气涡轮的曲轴清洗是这样一种方法，其中在缓慢转动曲轴时将清洗液引入涡轮机的涡轮压缩机进口。该缓慢的曲轴转动是冷转动而不进行点火或引入燃料。市场上有许多类型的涡轮压缩机清洗剂。包括PenetoneCorporation的Penetone19；Conntect,Inc.的Connect5000；TurcoProducts,Inc.的Turco6783Series；ZOKIncorporated的ZOK27,以及RochemCorporation的Fyrewash。然而，目前的清洗产品有几个缺点。这些缺点包括泡沫过多，浸泡时间长，水溶性低和残留清洗剂。现有产品克服了这些缺点中的一些；但是没有一种现有产品能够克服所有这些缺点。
发明内容本发明涉及燃气涡轮清洗组合物，其包括以下物质的混合物(a)二醇烷基醚化合物，(b)烷基链长为约3-18个碳的烷氧基化表面活性剂和(c)金属腐蚀抑制剂成分。本发明还涉及在发电时清洗气体涡轮压缩机和/或其叶片而功率无明显损失的方法，所述方法包括使待清洗的表面与清洗组合物接触，该清洗组合物包括以下物质的混合物(a)二醇烷基醚化合物，(b)烷基链长为约3-18个碳的烷氧基化表面活性剂和(c)金属腐蚀抑制剂成分。具体实施方式本发明涉及燃气涡轮清洗剂。具体地，本发明的清洗剂描述为组合物。本发明的组合物包括二醇烷基醚化合物和烷基链长为约3-18个碳的烷氧基化表面活性剂。本发明的组合物还包括金属腐蚀抑制剂成分。本发明还涉及清洗基底的方法，包括提供本发明的清洗液及使该清洗液与待清洗的基底接触。具体地，本发明涉及可用于清洗气体涡轮压缩机叶片的清洗剂组合物。施用本发明的含水清洗液以有效除去沉积在气体涡轮压缩机中的污物，以及有效清洗压缩机。注意，存在于气体涡轮压缩机上的特定污垢沉积物取决于它们工作的环境和现存的过滤结构(filtration)。沉积物通常包括不同含量的水分、烟灰、水溶性组分、不溶性污物和压缩机叶片材料的腐蚀产物。在优选的实施方案中，本发明涉及清洗剂组合物，其包括(1)溶剂成分(约1-20重量％)，包括一种或多种醇_乙二醇的组合，(2)表面活性剂成分(约5-25重量％)，包括一种或多种非离子表面活性剂，以及(3)金属腐蚀抑制剂成分(约1-15重量％)(余下的水；约50-90重量％)。溶剂成分包括一种或多种以下物质丙二醇甲醚、一缩二丙二醇甲醚、二缩三丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、一缩二丙二醇正丙醚、二缩三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇正丁醚、二缩三丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇二甲醚、一缩二乙二醇乙醚、一缩二乙二醇甲醚、一缩二乙二醇正丁醚、一缩二乙二醇己醚、乙二醇丙醚、乙二醇正丁醚和乙二醇己醚。表面活性剂成分包括一种或多种以下物质选自以下的一种或多种非离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。烷基链长优选为3-18个碳，更优选为6-15个碳。氧化乙烯或氧化丙烯材料约为2-20摩尔。该类型的表面活性剂的实例为NeodolTM、Surfonic、Plurafac和Pluronic系列表面活性剂。腐蚀抑制剂成分包括一种或多种以下物质N-甲基油酰氨基乙酸、三乙醇胺、1，8-辛烷二羧酸、(((2-羟乙基)亚氨基)双(亚甲基))双膦酸N-氧化物、((四氢-2-羟基-4H-1,4,2-氧膦杂苯-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。本发明的清洗组合物的pH可以通过添加氢氧化铵溶液、三乙醇胺和二乙醇铵中的一种或多种而调节为约6.5-9，且优选为6.5-7.5。根据MIL-PRF-85704C(PerformanceSpecification,CleaningCompound,TurbineEngineGasPath,1998)进行清洗效率和规格测试。依照MIL-PRF-23699在1升宽口瓶中混合500克润滑油和50克Raven1040碳黑。将瓶置于240°C士5°C的烘箱中。将与计量空气供给源连接的0.25英寸内径(I.D.)玻璃管插入混合物中，空气流量为8.5士0.5cm7s。在240°C士5°C曝气下加热混合物120小时，然后冷却至室温并混合至均勻。[0017]测试盘的直径为6英寸，厚度为0.020英寸，由裸不锈钢316制成。用刷子将污物均勻涂覆在盘上。清洗装置在220rpm下垂直转动喷嘴前面的这些盘，喷嘴垂直于盘，所述盘每分钟9次来回通过预定区域。喷嘴尖端在整个清洗和冲洗周期与测试盘保持3.3士0.1英寸的距离。1000!11120体积％的清洗液以100士lOml/min.的速率通过喷嘴吸入转动的污盘上。喷嘴与IOpsig蒸汽管线连接。干燥并称重测试盘，结果用于计算清洗化合物的清洗效率百分数。在下面的表1中示出了每种清洗制剂的清洗效率。由重量损失测量清洗效率并目测观察清洗之后留在测试盘上的污物量。得到约100%清洗性能的清洗效率具有最高清洗能力并设等级为#1。使用去离子(D.I.)水作为参照并设等级为#6。在清洗之后根据目测外观(清洁性)分配性能等级。如表中所示，15.6%C12-18烷氧基化直链醇(例如PlurafacD-25)和—缩二丙二醇甲醚(ArcosolvDPM)，3%丙二醇正丁醚(DowanolPnB)共混，以及腐蚀抑制剂混合物尤其增强了清洗性能。除了制剂38之外，表1中的所有制剂都包括腐蚀抑制剂的混合物(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-清洗液组合物和清洗测试<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.溶剂成分ArcosolvDPM=—缩二丙二醇甲醚；DowanolPnB=丙二醇正丁醚；DowanolDPnM=—缩二丙二醇丙醚；ButylCellosolve=乙二醇一丁醚；ButylCarbitol=一缩二乙二醇正丁醚；HexyleneGlycol=2_甲基-2，4_戊二醇。2.腐蚀抑制剂成分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-羟乙基)亚氨基)双(亚甲基))双膦酸N-氧化物和((四氢-2-羟基-4H-1，4，2-氧膦杂苯-4-基)甲基)膦酸N-氧化物的混合物。3.表面活性剂成分Ne0d0l23-5具有5摩尔EO单元的C12-11乙氧基化伯醇；Neodol25-7具有7摩尔EO单元的C12-15乙氧基化伯醇；Neodol25_9具有9摩尔EO单元的乙氧基化伯醇；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羟乙基醇；Iconol35_8:C12_15支化醇；分子量580；PlurafacB25-5:C12_15烷氧基化直链醇，分子量810；PlurafacB26C12-15烷氧基化直链醇，分子量1030；PlurafacD25:C12_18烷氧基化直链醇，分子量930；PlurafacSL-62:C6_10烷氧基化直链醇，分子量840；PlurafacSL-92:C6_10烷氧基化直链醇，分子量700。为了防止压缩机材料发生任何水腐蚀或应力腐蚀，以及为了防止涡轮机中的热腐蚀，清洗液的成分优选为高纯度的，余下量为腐蚀抑制剂。清洗液的残留物或灰分含量优选不应超过约0.01%，因此，对于燃气涡轮清洗应用的目的，所有成分，尤其是表面活性剂成分，应该为高纯度级且低盐的。优选地，总的碱金属应小于约25ppm，镁和钙应小于约5ppm，锡和铜应小于约lOppm，硫应小于约50ppm，氯应小于约40ppm，以及钒和铅小于约0.lppm。尽管已经结合具体实施方案描述了本发明，但显然对于本领域的技术人员，本发明的大量其它的形式和修改将是显而易见的。权利要求书和本发明一般应认为涵盖了所有这些在本发明的实质和范围内的显而易见的形式和修改。权利要求燃气涡轮清洗组合物，包括以下物质(a)1-20重量％的溶剂成分，所述溶剂成分包括二醇烷基醚化合物，(b)5-25重量％的表面活性剂成分，其包括一种或多种非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括烷基链长为3-18个碳的烷氧基化表面活性剂，(c)1-15重量％的金属腐蚀抑制剂成分，和(d)50-90重量％的余下的水，其中该组合物的碱金属含量小于25ppm，所述金属腐蚀抑制剂成分选自N-甲基油酰氨基乙酸、1，8-辛烷二羧酸、(((2-羟乙基)亚氨基)双(亚甲基))双膦酸N-氧化物、((四氢-2-羟基-4H-1，4，2-氧膦杂苯-4-基)甲基)膦酸N-氧化物以及它们与三乙醇胺的混合物。2.权利要求1的组合物，其中所述二醇烷基醚化合物选自丙二醇甲醚、一缩二丙二醇甲醚、二缩三丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、一缩二丙二醇正丙醚、二缩三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇正丁醚、二缩三丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇二甲醚、一缩二乙二醇乙醚、一缩二乙二醇甲醚、一缩二乙二醇正丁醚、一缩二乙二醇己醚、乙二醇丙醚、乙二醇正丁醚、乙二醇己醚以及它们的混合物。3.权利要求1的组合物，其中所述烷氧基化表面活性剂选自以下的一种或多种非离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.权利要求1的组合物，其中所述烷氧基化表面活性剂的烷基链长为6-15个碳。5.权利要求1的组合物，其中所述烷氧基化表面活性剂是非离子型的。6.权利要求1的组合物，其中组合物的pH为6.5-9。7.权利要求6的组合物，其中组合物的pH为6.5-7.5。8.权利要求1的组合物，其中组合物的灰分含量小于0.01%。9.在发电时清洗气体涡轮压缩机及其叶片而功率无明显损失的方法，其包括使待清洗的表面与清洗组合物接触，所述清洗组合物包括以下物质(a)1-20重量％的溶剂成分，所述溶剂成分包括二醇烷基醚化合物，(b)5-25重量％的表面活性剂成分，其包括一种或多种非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括烷基链长为3-18个碳的烷氧基化表面活性剂，(()1-15重量％的金属腐蚀抑制剂成分，和((1)50-90重量％的余下的水，其中该组合物的碱金属含量小于25ppm，所述金属腐蚀抑制剂成分选自N-甲基油酰氨基乙酸、1，8-辛烷二羧酸、(((2-羟乙基)亚氨基)双(亚甲基))双膦酸N-氧化物、((四氢-2-羟基-4H-1，4，2-氧膦杂苯-4-基)甲基)膦酸N-氧化物以及它们与三乙醇胺的混合物。10.权利要求9的方法，其中所述二醇烷基醚化合物选自丙二醇甲醚、一缩二丙二醇甲醚、二缩三丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、一缩二丙二醇正丙醚、二缩三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇正丁醚、二缩三丙二醇正丁醚、一缩二丙二醇二甲醚、一缩二乙二醇乙醚、一缩二乙二醇甲醚、一缩二乙二醇正丁醚、一缩二乙二醇己醚、乙二醇丙醚、乙二醇正丁醚、乙二醇己醚以及它们的混合物。11.权利要求9的方法，其中所述烷氧基化表面活性剂选自以下的一种或多种非离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.权利要求9的方法，其中所述烷氧基化表面活性剂的烷基链长为6-15个碳。13.权利要求9的方法，其中所述烷氧基化表面活性剂是非离子型的。14.权利要求9的方法，其中组合物的pH为6.5-9。15.权利要求14的方法，其中组合物的pH为6.5-7.5。16.权利要求9的方法，其中组合物的灰分含量小于0.01%。专利摘要本发明涉及燃气涡轮清洗剂。本发明的组合物包括二醇烷基醚化合物，烷基链长为3-18个碳的烷氧基化表面活性剂和金属腐蚀抑制剂成分。文档编号F01D25/00GKCN1875131B发布类型授权专利申请号CN200480032516公开日2010年8月11日申请日期2004年8月17日发明者布鲁斯·K·菲利波,鄢来斌申请人:通用电气公司导出引文BiBTeX,EndNote,RefMan专利引用(7),