干冰清扫在发电机检修中的应用论文_申良1,杨恒1,眭上春1

申良1 杨恒1 眭上春1

（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司 湖南长沙 410014）

摘要：机组检修时，需对发电机的定、转子的油污、锈迹、灰尘颗粒等进行清理。本文介绍了一种新型的干冰清洗技术的原理、特点、优势以及清洗效果。采用干冰清洗技术能够高效除污，无污染，且操作简单、清洗范围广、对电气设备绝缘无影响。

关键词：发电机；干冰；清洗

一、前言

由于推导轴承油槽盖板与大轴存在微小间隙，机组运行时随着轴承温度的升高，油槽内的油和空气体积也逐渐膨胀，内压增大，形成的油雾容易从盖板缝隙处溢出，并随发电机冷却风道粘附在发电机定子铁心、通风槽、磁极、转子磁轭等部位。机组长时间运行后，定子线棒端部、通风槽、磁极等部位的油雾逐渐累积形成油层，会导致散热效果的下降、定转子绝缘性能降低，给机组的运行和维护造成了严重的安全隐患。

由于发电机定子绕组、定子铁芯通风槽、转子绕组、转子磁轭通风槽等部位空间狭小，且结构复杂，传统清洗方法存在成本高、操作困难、清洗范围小、效率低下等，基本上无法达到清洗效果。同时，清洗材料的使用和清洗工艺不当容易对发电机造成损坏，干冰清洗就能解决发电机检修的清洗难题。

二、干冰清洗原理及过程

干冰清洗就是利用低压用气作为载体和动力，把极低温（-78 ℃）的干冰颗粒以接近音速（273m/s）的速度喷出并高速撞击待清洗物体表面，干冰颗粒与待清洗表面发生极其快速的热转移，干冰颗粒迅速升华为气体，表面污垢冷冻至脆化爆裂，在干冰和压缩空气的冲击力与低温效应下，污垢从物体的表面剥离并被气流带走。

干冰清洗过程：（1）“能量转移”：干冰颗粒高速撞击到被清洗表面，撞击动能散逸，干冰粒与清洗表面发生极其快速的热转移，二氧化碳瞬间升华。（2）“低温龟裂”：不同热膨胀系数的两种材料之间的温差会破坏两种材料间的结合。干冰粒冲击处理物表面，使污垢冷冻至脆化及爆裂，产生“龟裂”，影响粘附污垢的机械性能。（3）“微爆炸”：干冰颗粒钻进污垢裂缝后，在几千分之一秒内气化，其体积瞬间膨胀600～800倍，将污垢剥离物件表面。

三、干冰清洗主要设备

干冰清洗设备主要分为两个部分：（1）干冰粒制机。将液态二氧化碳制作成一定规格的干冰颗粒，这些颗粒通常是直径为3mm，长度为2.5mm-10mm的高密度干冰颗粒。（2）干冰高压清洗机。，装入清洗机内的高密度干冰颗粒，在压缩空气（洁净压缩空气气压≥4.0bar）的驱动下，随着压缩空气（≥3m3/min），经由特殊设计的喷枪系统混合、加速，喷射到被清洗物体表面。

四、干冰清洗优势及效果

干冰清洗技术从1945年开始应用，经过多年的发展已广泛应用于众多领域多年，其工艺技术及设备非常成熟，适用于有绝缘性能要求的设备、金属表面的锈蚀附着物、设备表面油漆、狭小空间等清理。与常规清洗相比主要有以下优势。

（1）不受发空间的约束。非常狭小的空间都能清理，即使定子绕组端部的斜边垫块缝隙、铁芯通风槽缝隙、定子铁芯端部狭小空间中的油污、灰尘等部位清理。

清洗前 清洗后

（2）环保安全无污染。干冰颗粒喷射到待清洗表面后，迅速升华成为二氧化碳气体，无刺激性气味，不影响他人作业，清洗过程不产生任何二次废物，不会造成二次污染。

（3）机械性能和绝缘性能无影响。干冰的过程中填加一定比例的惰性气体，可以有限避免水汽的凝结，对后续机组运行过程中油污、灰尘起到一定的隔离作用，能提高各部件的机械性能和绝缘性能。由于干冰清洗时间短，距铁芯等待清洗表面0.5mm以下部位的最低温度约为-5℃，短时间内绝缘无影响。

（4）清洗面干净平整，干燥无遗留杂质，无磨损，清洗效率高。干冰颗粒经高压挤出成型，密度大，能够产生最大的冲击能量，干冰清洗喷射不断续，清洗均匀，能有效清理掉定子铁芯上累积的油污和异物，且不损坏设备本身。

清洗前 清洗后

五、干冰清洗的注意事项

（1）噪声：干冰喷射清洗时，一般噪声会达到102 dbA，需使用耳塞等护耳设施以防止听力受损。

（2）防寒：干冰温度极低，接触干冰的时候，应戴厚绵手套或其他遮蔽物，以免造成人员冻伤。

（3）窒息：干冰颗粒喷射到被清洗物体表面之后瞬间升华为二氧化碳气体，但是二氧化碳比空气质量重，若在封闭空间进行干冰清扫时，一定要注意保证通风。

（4）其它：干冰颗粒喷射速度接近音速，喷射操作前必须穿戴好耐用手套、全面罩以及长袖工作服等防护设施。在清洗操作中还要时刻注意附近是否有人，以免干冰颗粒喷出伤害到他人。

六、结论

采用常规人工清扫清扫方式耗时长、效率低，但是采用干冰清扫方式可以节约大量人力物力，提高效率，大大节约主线工期时长。尤其它具有操作快捷、简单、安全、环保、经济等特点，可以有效地清除发电机定，转子内长期积累的油垢、粉尘等，为机组的长期安全稳定运行提供保障。

参考文献：

[1]郑莉，李梦佳.干冰清洗及清洗原理及使用注意事项[J].清洗世界，2015（02）：15—16.

作者简介：申良（1982-），男，湖南邵东，大学本科，高级工程师，现就职于湖南黑麋峰抽水有限公司，主要从事电厂发电生产运维工作。

论文作者:申良1,杨恒1,眭上春1

论文发表刊物:《云南电业》2019年8期

论文发表时间:2020/1/3

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