淺談汽輪機(jī)在線濕蒸汽除垢技術(shù)

張洪偉++姚剛++姬升紅

摘 要：兗礦新疆煤化工有限公司CO2壓縮機(jī)配套汽輪機(jī)為杭汽NK40/45/20凝汽式汽輪機(jī)，由3.8Mpa過熱蒸汽驅(qū)動，自進(jìn)入2016年5月份以來，輪室壓力逐步上升，最高達(dá)到3.65Mpa，調(diào)節(jié)汽閥實(shí)際開度已逐漸調(diào)整到最大，機(jī)組仍持續(xù)出現(xiàn)掉轉(zhuǎn)速及間歇性喘振現(xiàn)象，影響尿素系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。公司對汽輪機(jī)運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行排查，除輪室壓力比正常運(yùn)行時增加0.5MPa外，包括振動、軸位移等各項(xiàng)指標(biāo)都在正常范圍，我們通過分析認(rèn)為汽輪機(jī)運(yùn)行頻繁掉轉(zhuǎn)速現(xiàn)象應(yīng)由汽輪機(jī)葉片結(jié)垢引起。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；濕蒸汽；除垢技術(shù)

中圖分類號：TQ440.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0049-01

1 除垢方案論證

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速受蒸汽波動影響較大，對蒸汽品質(zhì)要求近乎苛刻，過熱蒸汽要求鍋爐水和主蒸汽中SiO2含量<20ug/L，Na+<10ug/L。鍋爐過熱蒸汽中的雜質(zhì)一般有以下兩種形態(tài)：一種為蒸汽溶液，主要為硅酸和各種鈉化合物；另一種呈固態(tài)微粒狀，主要是沒有沉積下來的固態(tài)鈉鹽以及鐵的氧化物。過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，隨著溫度及流速的降低，雜質(zhì)會沉積在其蒸汽通流部分，造成汽輪機(jī)積垢。大多數(shù)情況下，為積鹽和硅垢，積鹽主要是可溶于水的NaCl、Na2SO4、硅酸鹽等，硅垢中有不同晶體結(jié)構(gòu)的SiO2，而SiO2有很強(qiáng)的結(jié)垢能力，結(jié)垢層非常堅(jiān)硬，不溶于水。

傳統(tǒng)清洗方法，需待系統(tǒng)停車后，對汽機(jī)本體進(jìn)行揭缸，吊出轉(zhuǎn)子后對葉片進(jìn)行化學(xué)浸泡或高壓水沖洗清理，適合停車大檢修處理。在線清洗是利用壓縮機(jī)前期開車過程完成清理任務(wù)，達(dá)到汽輪機(jī)運(yùn)行的基本要求。兩種清理方案對比表1所示。

兩種清洗方案比較分析，我們認(rèn)為在未安排系統(tǒng)停車大修的情況下，無論從直接費(fèi)用支出還是對產(chǎn)量的影響，易采用在線清理方式。

2 方案實(shí)施

（1）做好汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)各項(xiàng)準(zhǔn)備，控制室、調(diào)度臺保持溝通。（2）確保3.8MPa蒸汽溫度保持在280℃至350℃之間，先建軸封，抽真空合格后，打開蒸汽大閥、速關(guān)閥、調(diào)速閥，啟動汽輪機(jī)。（3）沖轉(zhuǎn)前化驗(yàn)?zāi)Y(jié)水的二氧化硅、硬度做好記錄。汽輪機(jī)保持800rpm/min沖轉(zhuǎn)半小時，注意觀察汽輪機(jī)位移、振動、溫度，并對凝結(jié)水進(jìn)行化驗(yàn)記錄。（4）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)800rpm/min結(jié)束后升速至1600rpm/min，注意觀察機(jī)組脹差、振動、位移、推力瓦溫度等，半小時凝結(jié)水取樣化驗(yàn)一次，并與前樣對比。（5）通過水樣分析結(jié)果決定汽輪機(jī)是否繼續(xù)清洗，當(dāng)蒸汽凝液水質(zhì)分析數(shù)值從上升到下降至最低值不變時，清洗結(jié)束。

3 操作注意事項(xiàng)

（1）沖洗過程中現(xiàn)場、控制室、調(diào)度臺密切配合，關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)專人盯靠。（2）清洗前應(yīng)進(jìn)行沖轉(zhuǎn)蒸汽溫度測點(diǎn)校驗(yàn)，確認(rèn)機(jī)組各保護(hù)裝置良好，油泵試運(yùn)轉(zhuǎn)正常。（3）確保蒸汽溫度及壓力控制平穩(wěn)，清洗過程中嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組軸向位移及推力瓦的溫度。（4）遇到下列現(xiàn)象時應(yīng)立即停機(jī)：機(jī)組發(fā)生劇烈震動；機(jī)組出現(xiàn)水沖擊現(xiàn)象；軸向位移發(fā)生明顯變化；推力瓦溫度明顯上升等。

4 清洗實(shí)施效果

經(jīng)過約六個小時的在線清洗，汽輪機(jī)基本上接近正常運(yùn)行工況，消除了因結(jié)垢帶來的運(yùn)行隱患。清洗后二氧化碳?xì)饬坑?1000m3/h增至29500m3/h，調(diào)速閥開度由全開降至85.2%，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)參數(shù)正常。

5 結(jié)語

（1）在線沖洗是一種清理汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的快速有效的方法，通過精心準(zhǔn)備、認(rèn)真操作，可以獲得立竿見影的效果。（2）避免汽輪機(jī)葉片結(jié)垢的根本關(guān)鍵在于源頭治理，需在原水處理上下工夫，脫鹽水處理效果直接決定蒸汽品種。（3）清洗效果證明濕蒸汽清洗汽輪機(jī)的方法是可行的，為設(shè)備的長周期穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)，對公司其余汽輪機(jī)組短停除垢具有一定的借鑒意義。