汽輪機高速運轉的在線清洗技術

馬 超

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶 163711）

0 引言

大慶石化煉油廠催化裂化裝置氣壓機組是由沈陽鼓風機廠制造2MCL606-9 兩段離心式壓縮機，以及杭州汽輪機廠制造的NK40/32 背壓式汽輪機組成。汽輪機使用中壓蒸汽驅動，蒸汽產自2 臺余熱鍋爐。2019 年6 月3 日發(fā)現爐水中Na+超標，影響蒸汽品質，6 月5 日汽輪機輪室壓力、進汽閥開度開始上漲，輪室壓力最高達2.8 MPa，進氣閥閥位最大92%，進汽流量達49 t/h。通過汽輪機的性能曲線比對，汽輪機結鹽情況較嚴重，有必要立即對汽輪機進行清洗。

1 清洗方案

以往汽輪機在線清洗是將汽輪機低轉速運行，降處理量，壓縮機入口放火炬，再使用飽和蒸汽進行清洗，操作波動大、物料損失多，污染環(huán)境。經分廠及車間研討后決定不降轉數，不放火炬的情況下進行在線清洗。主要思路是利用外取熱汽包D118 與氣壓機用汽主管道上的竄線，將飽和汽（溫度260 ℃；壓力3.75 MPa）逐漸竄入氣壓機用汽中，與過熱蒸汽混合，降低汽輪機用汽入口溫度達到在線清洗的目的，同時不影響裝置3.6 MPa 蒸汽的外輸。

2 清洗過程

反應崗位調整處理量，控制主風量在2200～2300 Nm3/min，同時平穩(wěn)操作，控制一再稀相溫度，不發(fā)生尾燃，氣壓機入口壓力改手動控制，保持轉速在6100 r/min 以上。分餾崗位增開分餾塔頂空冷風機，降低分餾塔頂冷后溫度，同時降低穩(wěn)定系統(tǒng)壓力至0.9 MPa，降低氣壓機出口壓力，減輕氣壓機負荷。

投用飽和汽，由于汽包飽和汽會攜帶少量飽和水一同竄入氣壓機用汽中，且閥門為DN100 軌道球閥，精確控制并汽量比較困難，并入飽和汽后氣壓機入口溫度由400 ℃直接降低至288 ℃，氣壓機出口溫度由250 ℃降低至176 ℃。采集氣壓機出口蒸汽冷凝水樣，已經明顯變色，由于降溫過快，未在288 ℃長時間停留，隨即將溫度調整至299 ℃觀察運行。

再次調整飽和汽并入量，氣壓機入口溫度TI2351 降低至277 ℃，此時氣壓機出口蒸汽冷凝水樣已經呈現深棕色，電導率最高值為10 450 μS/cm，輪室壓力降低至1.7 MPa，表明已經清洗出大量鹽分。清洗過程記錄相關數據表1。

從表1 中看出，整個過程汽輪機轉數幾乎未變，隨著中壓蒸汽溫度下降，電導率逐漸升高，當中壓蒸汽溫度低于290 ℃時，冷凝水的電導率較高；尤其是14：05 之后，中壓蒸汽溫度基本恒定在280 ℃左右，冷凝水電導率首先出現一個較大峰值，隨后下降，此時認為汽輪機的鹽分多數已被清洗下來，清洗過程結束。隨后將部分冷凝水樣送至化驗分析，數據見表2。

表1 清洗過程汽輪機相關參數

表2 凝結水Na+和電導率含量分析

恢復至正常工況，蒸汽耗量及輪室后壓力都有了不同程度的降低，其中輪室壓力降低0.8 MPa，蒸汽耗量降低7 t，主汽閥開度由91%降低到目前的72%。汽輪機清洗前后數據見表3。根據汽輪機現運行參數與性能曲線對比，汽輪機進汽流量42 t/h 時對應的輪室壓力應為1.85 MPa，實際為1.8 MPa，結鹽現象得到極大緩解，清洗效果十分明顯。

表3 汽輪機清洗前后數據

3 經驗總結

（1）汽輪機入口蒸汽為3.2 MPa 左右，其飽和溫度247 ℃左右，在清洗過程中控制汽輪機入口蒸汽在277～290 ℃。從表1看出，290 ℃以上時，電導率漲幅不大，冷凝水樣顏色透明，幾乎沒有洗滌效果；低于280 ℃時，雖然洗滌效果好，但1.0 MPa 蒸汽帶水明顯，避免影響其他用汽點及蒸汽管網，該溫度不宜控制過低。由于溫度的可操作范圍較窄，過高過低皆有危害，所以更需精準控制，現場控制蒸汽溫度的閥門為DN100 的球閥，整個過程需人工手動調節(jié)，難度較大，建議檢修期間配制合適管線，增設調節(jié)閥，平穩(wěn)、精準地控制蒸汽溫度。

（2）在汽輪機前中壓蒸汽分水罐底部排凝，加強對中壓蒸汽的帶水情況進行監(jiān)控，清洗過程必須嚴格控制蒸汽進汽輪機前溫度不低于飽和蒸汽溫度，即中壓蒸汽不能在汽輪機之前帶水，否則該部位液滴動能較大，對汽輪機沖動級葉片損傷極大。

（3）加強1.0 MPa 蒸汽管網脫水，清洗過程中尤其是中壓蒸汽低于290 ℃時，1.0 MPa 蒸汽帶水明顯增多，多點脫水避免影響小透平及其他用汽設備運行。

（4）清洗過程中需密切關注汽輪機振動、軸位移等參數，隨著蒸汽溫度降低，蒸汽帶水會導致汽輪機軸向力增大，垢塊脫落會造成轉子不平衡影響振值變化，當日14 時，汽輪機前振動XT001X 在8.7～16.6 μm 波動，振值變化較大。

4 結束語

此次汽輪機在線清洗有別于行業(yè)內的其他在線清洗技術，不僅實現在線清洗，而且汽輪機不降轉數，壓縮機入口不放火炬，沒有造成物料損失，直接避免經濟損失近200 萬元。該技術更經濟、環(huán)保，針對清洗過程中的經驗及不足及時總結、優(yōu)化，希望能摸索出更加可靠、環(huán)保、經濟的汽輪機在線清洗技術，能夠從容應對同類汽輪機的結鹽現象。