催化裂化裝置汽輪機(jī)結(jié)鹽的分析及處理方法

王宇靜

摘 要：催化裂化裝置是我國(guó)煉油工業(yè)獲取經(jīng)濟(jì)效益的主要生產(chǎn)裝置，在原料產(chǎn)品市場(chǎng)日益國(guó)際化的前提下，長(zhǎng)周期運(yùn)行成為煉化企業(yè)的研究重點(diǎn)。在催化裂化裝置的非計(jì)劃停工因素中，機(jī)組故障占有很大比重。結(jié)合哈爾濱石化公司催化裂化裝置的具體情況，闡述了結(jié)鹽對(duì)催化裂化汽輪機(jī)運(yùn)行的影響，對(duì)結(jié)鹽的原因進(jìn)行了分析和討論，并提出了第二聯(lián)合車(chē)間汽輪機(jī)組結(jié)鹽清洗的新方法、具體實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；熱溶法；結(jié)鹽；

1.第二聯(lián)合車(chē)間氣壓機(jī)組簡(jiǎn)介

氣壓機(jī)組是由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠制造的2MCL456-16離心壓縮機(jī)和杭州汽輪機(jī)廠制造的NG32/25/0背壓式汽輪機(jī)組成。壓縮機(jī)由兩段六級(jí)組成，壓縮機(jī)與氣輪機(jī)間采用齒式聯(lián)軸器連接。機(jī)組主要用來(lái)將分餾塔頂油氣分離器V202來(lái)的富氣（壓力0.1MPa，溫度40℃），經(jīng)氣壓機(jī)一段壓縮后（壓力0.5MPa，溫度105℃），進(jìn)入中間冷卻器冷卻后進(jìn)入中間分液罐進(jìn)行分離。氣相進(jìn)入二段，繼續(xù)升壓后（壓力1.27MPa，溫度90℃），經(jīng)二段出口送到穩(wěn)定，液相中的凝縮油由泵P309/1.2送到穩(wěn)定的V302或自壓進(jìn)入V202中。

2.汽輪機(jī)結(jié)鹽成因

分析汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)可知，致使汽輪機(jī)結(jié)垢的主要原因是：該機(jī)組靠裝置自產(chǎn)3.5MPa中壓蒸汽驅(qū)動(dòng)，由于過(guò)熱蒸汽攜帶較多的鹽類(lèi)和其它雜質(zhì)，通過(guò)汽輪機(jī)時(shí)在通流部分及轉(zhuǎn)子表面會(huì)形成一層氧化膜，吸附能力較強(qiáng)，鹽類(lèi)和雜質(zhì)會(huì)停留下來(lái)形成鹽垢[1]。鹽垢的形成和不斷增厚對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行影響極大：使汽輪機(jī)葉片通道變窄，蒸汽通道形態(tài)發(fā)生變化，動(dòng)、靜葉片表面光潔度變差，汽封密封效果下降，使汽輪機(jī)熱效率和機(jī)械效率下降；使汽輪機(jī)軸向推力增大，甚至可能因垢層的不均勻或脫落影響轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，導(dǎo)致振動(dòng)。汽輪機(jī)缸體及葉片中的鹽垢是影響汽輪機(jī)運(yùn)行效率和動(dòng)平衡的重要因素，因此缸體及葉片除垢是一項(xiàng)極其重要的工作。

傳統(tǒng)的缸體及葉片除垢方法：一是在大修時(shí)吊出轉(zhuǎn)子與隔板進(jìn)行機(jī)械除垢；二是停機(jī)后進(jìn)行化學(xué)清洗除垢。以上2種傳統(tǒng)除垢方法都存在除垢時(shí)間長(zhǎng)、工序繁瑣、費(fèi)用較高等缺陷。因此，我們來(lái)探討一種全新的、簡(jiǎn)單實(shí)用的除垢方法——熱溶清洗除垢法。這種方法不需要解體機(jī)組，除垢在機(jī)組停機(jī)后組織實(shí)施，可以快速高效的除垢。

3.熱溶清洗除垢法的原理

鹽垢的主要成分為鈉鹽（占90%左右，包括NaCl、Na3PO4等），利用鈉鹽良好的水溶性，在汽輪機(jī)停運(yùn)時(shí)，向汽缸通流部分灌入熱水，使結(jié)垢的鈉鹽在熱水中浸泡松軟、脫落并溶解于水中，同時(shí)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行手動(dòng)盤(pán)車(chē)，不斷攪動(dòng)，對(duì)浸泡松軟的鹽垢進(jìn)行輕微的摩擦振動(dòng)，誘使其從汽輪機(jī)本體及葉片上剝離脫落，充分溶解于浸泡的熱水中，再將高濃度的鈉鹽溶液從本體疏水排出，從而達(dá)到缸體及葉片除垢的目的。

4.熱溶清洗除垢法的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 熱水的參數(shù)要求

由于物質(zhì)的溶解度與溶劑、溫度密切相關(guān)，因此，選擇溶劑和合適的溫度十分重要。背壓式汽輪組熱水來(lái)源：熱水來(lái)自氣壓機(jī)凝縮油泵P309/1新鮮水冷卻水來(lái)路與自制汽水混合裝置進(jìn)行加熱，將給水加熱至120℃左右，用臨時(shí)膠帶將加熱過(guò)的新鮮水通過(guò)二段補(bǔ)氣閥組放空相連，將熱水注入汽輪機(jī)氣缸內(nèi)。

4.2 注水條件

（1）停機(jī)48～72 h后，機(jī)組溫度降至80 ～120℃時(shí)，開(kāi)始向汽輪機(jī)汽缸內(nèi)注入熱水。（2）控制進(jìn)水與汽缸溫差不超過(guò)50℃。

4.3 水位控制

（1）注水水位控制盡量高但不超過(guò)后軸封下洼窩最低點(diǎn)，通過(guò)軸封來(lái)判斷注水情況若軸封漏水說(shuō)明上水到位，關(guān)閉P309/1送水閥。（2）可以打開(kāi)汽缸防爆門(mén)觀察水位，也可以根據(jù)汽封處冒水情況嚴(yán)格控制水位，如有下降，立即補(bǔ)充到正常水位。

4.4 注水操作

（1）關(guān)閉抽汽門(mén)。（2）關(guān)閉汽機(jī)本體系統(tǒng)內(nèi)所有疏水閥及排地溝閥（背壓或抽背式汽輪機(jī)組清洗時(shí)留1路疏水）。（3）開(kāi)啟空氣系統(tǒng)閥門(mén)，順便對(duì)真空系統(tǒng)查漏。（4）關(guān)閉主汽管上三通疏水閥。（5）用凝泵再循環(huán)閥或疏水閥控制汽缸水位。

4.5 泡洗操作

（1）在注水前聯(lián)系鉗工手動(dòng)盤(pán)車(chē)。（2）當(dāng)水位達(dá)要求時(shí)停止進(jìn)水。（3）水位上升時(shí)手動(dòng)盤(pán)車(chē)。（4）定時(shí)取樣分析水中鈉離子濃度，以便確定是否換水及清洗效果，從而最終確定清洗結(jié)束時(shí)間。（5）清洗結(jié)束后恢復(fù)系統(tǒng)，汽輪機(jī)本體進(jìn)行充分疏水，啟動(dòng)時(shí)低速暖機(jī)比中速暖機(jī)時(shí)間長(zhǎng)1倍。

5.結(jié)果與結(jié)論

清洗后，機(jī)組能立刻在額定負(fù)荷下運(yùn)行，復(fù)速級(jí)壓力明顯降低，改善了因復(fù)速級(jí)后壓力升高而帶不滿負(fù)荷的局面。該清洗方法避免了開(kāi)缸的麻煩，大大節(jié)約了檢修的時(shí)間與費(fèi)用，并且安全、有效，使機(jī)組恢復(fù)了帶負(fù)荷能力，同時(shí)操作也很簡(jiǎn)單，不失為一種簡(jiǎn)便實(shí)用的汽輪機(jī)不開(kāi)缸除垢方法。

6.與傳統(tǒng)清洗方法的比較

采用傳統(tǒng)的缸體及葉片除垢方法清除通流部分鹽垢，必須待機(jī)組停用后，自然冷卻72 h以上，再打開(kāi)汽缸大蓋，吊出轉(zhuǎn)子，分別進(jìn)行轉(zhuǎn)子葉片和靜葉噴嘴除垢。復(fù)裝時(shí)要分別找正校對(duì)動(dòng)靜間隙、轉(zhuǎn)子中心、軸瓦緊力等項(xiàng)目后才能封缸。這樣前后約需15 d，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。而且機(jī)組的拆裝對(duì)設(shè)備零部件的損耗也增加了成本。而使用本方法，只需在停機(jī)48 h后向缸內(nèi)灌入熱水浸泡并投盤(pán)車(chē)即可，清洗2～3 h放盡余水即可沖轉(zhuǎn)。還可利用停機(jī)48 h的空閑處理設(shè)備及輔機(jī)缺陷，確保設(shè)備啟用后的正常運(yùn)行。此法非常適合裝置臨時(shí)停車(chē)搶修對(duì)輪機(jī)的處理。

7.結(jié)語(yǔ)

新的清洗方法目的是為了快速優(yōu)質(zhì)的解決汽輪機(jī)結(jié)鹽問(wèn)題，避免了機(jī)組停車(chē)檢修、裝置非計(jì)劃停工帶來(lái)的效益損失，為裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了有力保障。汽輪機(jī)結(jié)鹽的主要原因是蒸汽品質(zhì)不佳，因此防止汽輪機(jī)結(jié)鹽要通過(guò)加強(qiáng)水、汽質(zhì)量管理，提高二催化余熱鍋爐和外取熱器鍋爐的運(yùn)行水平，保證蒸汽品質(zhì)，從根本上解決汽輪機(jī)結(jié)鹽問(wèn)題，而不是采用事后清洗的方法。相對(duì)比于發(fā)電行業(yè)的汽輪機(jī)來(lái)講，煉化行業(yè)的工藝汽輪機(jī)組監(jiān)控手段有限，機(jī)組的運(yùn)行狀況受到生產(chǎn)的制約，本身的機(jī)械性能存在相當(dāng)大的不確定性，更重要的是沖擊造成的損傷有時(shí)是不可逆轉(zhuǎn)的。如果條件允許熱溶除鹽法是極為可行的。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯傳江，王國(guó)峰，陸軍，等。催化裂化裝置汽輪機(jī)結(jié)垢的原因分析及對(duì)策[J].煉油與化工，2013，24（1）：15-20.