本发明涉及风力发电清洗,特别涉及一种水垢清洗剂及在风力发电冷却水循环系统中的应用,具体在于,使用中性液固双组分清洗剂对风电冷却水循环系统内水热交换界面上的水垢进行清洗。
背景技术:
1、风力发电是绿色电力的重要组成部分,是实现“双碳”目标中的重要手段,需要大力发展。在我国,风力发电机组常处于高海拔,高风口,昼夜温差大,冬天气温低于零度,为保证发电机组正常运行,常用乙二醇水溶液作为风力发电冷却水循环系统的载体,进行水热交换。众所周知,乙二醇水溶液其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化,浓度在60%以下时,水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低,但浓度超过60%后,随着乙二醇浓度的升高,其冰点呈上升趋势,防冻效果下降,粘度也会随着浓度的升高而升高,从而影响换热效果。风电冷却水循环系统在长期运行条件下,其中的乙二醇会先被氧化成乙醇酸,再被氧化成草酸。乙二酸不仅会对设备造成腐蚀而使之渗漏,也会腐蚀冷却板,产生氧化铝及氧化镁等碎末。随着时间的延长,这些碎末与液相体系中的钙、镁离子等会粘附在水热交换界面上形成水垢,再叠加上黏度不断增加的乙二醇,就形成了无机-有机相混合的复杂水垢层。上述现象在风电冷却系统一个重要的部件——igbt过水通道的扰流丝中体现的尤为明显。所形成的复杂水垢层会堵塞扰流丝通道,严重影响其换热效果,导致igbt系统温度升高,温度过高时会引起停机,造成经济损失。虽然通常在防冻液中会加入一定量的缓释阻垢剂,可以对铁、铝的腐蚀和水垢的生成起到一定效果,但随着系统运行时间的延长,缓释阻垢剂失效,铁、铝的腐蚀和水垢的生成速度会显著加快。
2、因此,风电设备在长时间运行后(通常为超出设备质保期后),其发电能力通常会有较大幅度下降,而通过对冷却水循环管路清洗可在一定程度上降低发电设备过热的频率,提高发电效率。目前,市场上几乎没有专门应用于风电冷却水循环管路水垢清洗的产品,多采用常规水垢清洗剂,其主要成分多为酸碱类物质,以有机酸最为常用,采用上述清洗剂会对本已老化的冷却水循环管理造成较大的伤害,而且对于风电冷却水循环管路里的无机-有机相混合的复杂水垢层的清洗效果十分有限。另外,上述药剂在清洗的过程中需要停机两到三天,对发电效率也存在一定的影响。
3、针对风力发电冷却水循环系统的特点和作用要求,有必要开发出一种具有良好清洗效果,又不会损害设备,并且在清洗过程中能够保持风力发电系统平稳运行的清洗剂。本发明所涉及的一种中性液固双组分水垢清洗剂应用于风力发电冷却水循环系统,利用表面活性剂水溶液溶解粘附在设备表面的粘性物质,同时采用固相水垢离散剂,对水垢进行分散剥离,上述两种组分均为中性,对设备无腐蚀,可实现在线水垢清洗,是一种基于风电系统冷却水循环管路内特殊垢层的特点所研发出的全新的水垢清洗剂。
技术实现思路
1、为解决现有常规水垢清洗剂应用于风电冷却水管路垢层清洗效果较差,且具有一定腐蚀性,不能实现在线清洗等问题,本发明提供了一种中性液固双组分水垢清洗剂,应用于风力发电冷却水循环系统,其主要作用原理在于:
2、1、复合表面活性剂含有大量的亲水、亲油基团,其水溶液能有效地溶解粘附在设备上的粘性有机物,也有助于松软垢层。
3、2、固相水垢离散剂表面含有大量带负电基团,能吸引水溶液中钙、镁等离子来到材料表面并静电结合,破坏其和碳酸根、硫酸根等阴离子的结合,阻碍水垢的形成。同时该离散剂也能定向寻找并攻击成垢晶核聚集体,通过物理撞击将其打散,显著降低其沉积于管道界面的几率。固相水垢离散剂内核为弱磁性材料,加入到冷却水循环系统后,可在管道内壁及水热交换界面形成吸附-解吸的动态过程,对已经形成的成垢晶核体具有动态阻断作用。
4、上述水垢清洗剂,其优点在于:
5、1、液固双组分,分工明确:与传统清洗剂相比,本材料采用液固双组分系统,液相组分作用为溶解粘性有机物,为固相组分的水垢离散创造有利条件。固相组分作用为定向撞击,剥离设备上已经附着的三氧化二铝、碳酸钙、碳酸镁等无机水垢复合物。
6、2、ph值为中性,腐蚀性极小:本材料的液相部分ph值为中性,固相部分不产生酸性或碱性物质进入水体,因此加入到冷却水循环系统中,对热交换设备没有腐蚀作用,避免了采用传统水垢清洗剂由于腐蚀作用而对热交换体系所带来的影响。
7、3、可重复利用:固相组分在使用中并未发生任何化学反应,清洗完毕后可通过磁性分离,过滤等手段进行回收利用,节约成本。
8、本发明采用的技术方案是:
9、根据风力发电冷却水系统容量大小,将一定量按比例配制的中性液固双组分水垢清洗剂加入其中,在线运行,时间为3-7天,运行温度为40-50℃。
1.一种中性液固两相水垢清洗剂,其特征在于,不含酸或碱,由表面活性剂水溶液和固相水垢离散剂混合组成。
2.根据权利要求1所述的表面活性剂水溶液,其特征在于,其组分包含且不限于脂肪醇聚氧乙烯醚,月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯,异戊二醇,异己二醇,丙二醇,二丙二醇甲醚,丙二醇丁醚,烷基醇酰胺,多元醇脂肪酸酯,纯净水中的三种或三种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的固相水垢离散剂,其特征在于,所述为一种不溶于水的核壳结构的金属氧化物,壳含有的功能基团为包含且不限于羧基、羟基、胺基中的一种或几种的组合,核为二氧化硅、四氧化三铁、三氧化二铁中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的表面活性剂水溶液,用途为溶解风力发电冷却水循环系统中长时间运行产生的粘性附着物。
5.根据权利要求1所述的固相水垢离散剂,其用途为将水垢从风电冷却循环水系统换热界面分散剥离。
6.根据权利要求3所述的核壳结构的金属氧化物,其粒径控制在10微米至100微米之间。
7.根据权利要求1所述的一种中性液固两相水垢清洗剂,其配方为醇:醚:酯:水的质量比为20~30: 5~10: 5~10: 70~50,然后加入固相水垢离散剂,其用量为5-10g/kg,超声混匀30-60分钟。
8.根据权利要求1所述的一种中性液固两相水垢清洗剂,其特征在于,采用本清洗剂可对风力发电冷却水循环系统进行在线清洗,其运行时间为3-7天,运行温度为40-50℃。