[发明专利]汽轮机硅垢的清洗方法及装置

说明书

本发明涉及汽轮机硅垢的清洗技术。具体地说，它涉及一种使用化学和物理手段清除汽轮机上硅垢的方法及用于该方法的装置。

汽轮机(透平)因各种原因结垢，是火电厂及动力厂常见的问题，当汽轮机结垢严重时，不仅会降低汽轮机的出力(降低发电出力)，而且会产生严重的垢下腐蚀，严重时会使发电都困难。所以一当汽轮机结垢后，汽轮机洗垢将是一项很重要的工作。对于汽轮机结的一般盐垢(溶解性盐垢)，可用降负荷蒸汽冲洗或停机蒸汽冲洗方法解决；但如果结的是硅垢(垢中SiO₂含量有时可达85％以上)，那是目前国内外动力厂非常讨厌的问题。目前国内清洗汽轮机硅垢的通用方法是用“人工打磨”或用“喷砂除垢法”解决。“人工打磨”工作量太大，往往要集中全厂职工参加，工期很长，且除垢率低，劳动强度大，除垢也不均匀。用“喷砂除垢法”不仅劳动强度大，环境污染严重，且除垢不均，对汽轮机金属机械磨损大，使汽轮机寿命缩短，而且喷砂后使叶片表面粗糙，今后结垢速增快。在国外，一般也采用上述物理方法清除机上硅垢，在德国也有使用空心玻璃微珠代替金钢砂喷砂除垢的(见《Power》杂志1980年第3期第66-68页)。在采用化学方式清洗汽轮机硅垢(或含硅复合垢)上，国外的文献报道不多，苏联专利Su419578只公开一种用水合肼和氨溶液冲洗汽轮机上氧化沉积物的方法。目前未见国内有完整的化学清冼汽轮机硅垢方法的报道。

本发明的目的在于提供一种用化学与物理结合的手段清洗汽轮机上的以SiO₂为主的硅垢的方法及该方法的专用装置，用该方法和装置，既能大为降低劳动强度，也能有效清除掉汽轮机上的硅垢，并对汽轮机金属本体的腐蚀及机械破坏都很小。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案包括下述的方法和装置。

本发明用于清洗汽轮机硅垢的方法是：首先形成一种含氢氧化钠量为4-13wt％(重量比)的碱浴，然后将待洗汽轮机转子置于该碱浴中，对于汽轮机隔板则全浸于碱浴中，保持碱浴温度60-103℃，转动转子，使转子上整个叶片受热均匀，并受到碱煮。在高温或接近沸腾温度下，汽轮机转子或隔板硅垢中SiO₂有部分溶解于碱液中，其化学反应式为：

碱虽只能使SiO₂部分溶解，但碱液对SiO₂为主的垢有良好的渗透能力，因而能使未溶的硅垢疏松，这点尤为重要。硅垢中的其它成分，有的也会与碱部分反应生成可溶物，进而强化垢的疏松，例如金属表面层(垢下)的锈蚀层，在碱作用下与NaOH反应生成铁酸钠和亚铁酸钠而使部分垢剥离或更为疏松，其反应式为：

在汽轮机转子在碱浴中的清洗时间为18～30小时，汽轮机隔板在碱浴中清洗时间为18～30小时的条件下，当汽轮机转子、隔板上硅垢大部分脱落或疏松时，就可中止这种碱煮的化学清洗，从碱浴中吊出转子、隔板，再用压力为0.2～1.0MP(也可大于1.0MP)，流量大于10m³/时的压力水冲洗机上余下的业已松软的硅垢部分，硅垢与金属热胀冷缩不匀，极易在水的冲洗下脱落，洗脱率在90％以上。必要时，再配合物理的刮、刷工艺去掉机上经压力水冲洗后残余下来的硅垢。经上述清洗后，整个汽轮机转子和率在90％以上，经上述清洗后，整个汽轮机转子和隔板上很少或几乎无硅垢残留，金属本体受到的腐蚀及磨损也很少，金属表面光泽度很好，光滑如初。

必要时，配合物理刮、刷工艺去掉经压力水冲洗后残余下来的硅垢。

在上述的碱洗过程中，为了加强清洗碱液的循环，在汽轮机转子于碱浴中转动的同时，用循环泵将碱浴液打入转子上方从叶片两侧淋进，即保证汽轮机转子的受热均匀，又使汽轮机转子整个叶片受到碱液的有效清洗，也利于将已疏松的硅垢洗去或冲掉。

在上述的碱浴中，加入1-3wt％(重量比)的磷酸三钠，在垢中含钙、镁情况下，形成造渣作用，生成碱式磷酸钙、镁水渣，这样更利于硅垢的疏松脱落。

上述碱浴中的氢氧化钠含量为8-11wt％。

上述碱浴的清洗温度为85-103℃。

根据硅垢的不同厚度情况，汽轮机转子在上述碱浴中的化学清洗时间一般为18-36小时，隔板的化学清洗时间为18-30小时。

上述清洗碱浴中的氢氧化钠由氢氧化钾取代。