淺析汽輪機轉子結垢成因、影響及防治

姚紹華（河南能源化工集團中原大化公司甲醇空分廠，河南濮陽 457000）

淺析汽輪機轉子結垢成因、影響及防治

姚紹華
（河南能源化工集團中原大化公司甲醇空分廠，河南濮陽 457000）

汽輪機轉子結垢是汽輪機常見的問題，從汽輪機轉子的成因、成分和影響等方面，對汽輪機轉子結垢的問題進行了分析和討論。

汽輪機；轉子結垢；冷凝水質量；日常維護

在化工企業的日常生產中，尤其是在長周期高負荷的運行工況下，汽輪機轉子結垢現象十分普遍，汽輪機轉子結垢，既影響汽輪機的做功出力，縮短轉子使用壽命，嚴重時甚至會危及到安全生產。

在這里，筆者根據所在單位壓縮機組近幾年來的生產工況和2016年6月份大修期間開缸檢修情況，對汽輪機轉子結垢的成因影響和防治進行簡要的總結和分析。

1　事故簡析

河南能源集團中原大化公司下屬甲醇廠壓縮單元實行全系統壓縮機統一安置管理，總共包含壓縮機6臺，分別為空氣壓縮機（高壓蒸汽）、二氧化碳壓縮機（中壓蒸汽）、氨壓縮機（中壓蒸汽）、合成氣壓縮機（中壓蒸汽）、氮氣壓縮機（電動）、發電機（未投用）。2015—2016年實現長周期穩定運行161d，在2016年夏季溫度升高后發現空氣壓縮機及二氧化碳壓縮機所載負荷較2015年有明顯下降。同時轉子震值和溫度有所上升。在2016年6月份開缸檢修期間，發現空氣壓縮機轉子結垢嚴重，累及蒸汽進氣管線，結垢為白色晶體，均勻附著，質地較軟。檢測化驗成分為氯化鈉 67.93%、硫化鈉 9.32%、酸不容物9.18%、氧化鈣1.59%、三氧化二鐵1.21%、氧化鋁0.62%。定性為蒸汽帶鹽結垢；發現二氧化碳機組，氨壓縮機，合成氣壓縮機的汽輪機轉子有斑點狀分布的結垢，外觀為褐色顆粒，化驗成分為氧化鐵58.31%、鈣鎂離子27.37%、氧化鋁1.76%

2　影響及危害

汽輪機轉子結垢會影響機組熱效率，降低機組承載負荷。增加葉片表面的粗糙度，加大流動阻力。而在蒸汽管道閥門處的結垢，會造成主蒸汽門或者調節氣門的卡澀，造成重大的安全生產隱患。

3　結垢成因分析

空壓機汽輪機（高壓）（結構示意見圖1）結垢成因主要是蒸汽帶鈉鹽超標，高壓蒸汽所攜帶的鈉鹽（硫酸鈉，氯化鈉，氫氧化鈉等）在蒸汽中溶解度不大，隨著蒸汽在汽輪機內逐級做功，蒸汽壓力溫度下降后，溶解度大大降低，鈉鹽就會從蒸汽中析出，沉積在汽輪機內壁和轉子上，造成轉子積垢。

造成進入汽輪機的高壓蒸汽鈉鹽超標的主要原因有以下幾方面：

1）鍋爐長期超負荷運行，造成蒸汽品質下降，攜帶鈉鹽增加。

圖1　空壓機汽輪機示意圖

2）鍋爐氣包蒸汽清洗裝置不達標，造成汽水分離效果差，汽水品質下降。

3）鍋爐運行不當，設備閥門內漏等原因造成雜質污染蒸汽系統。

4）壓縮機長期高負荷運轉，造成蒸汽帶水增加，帶鹽量也隨之增加。

5）壓縮機負荷數次大范圍波動，蒸汽溫度壓力變化，造成鹽析增加。

6）機組運行操作不當，造成蒸汽波動，帶鹽量增加。

中壓蒸汽機組結垢成因主要是汽水系統腐蝕，凝結水含氧量增加。腐蝕產物帶熱力系統，造成熱力系統，汽輪機通流部分等設備的腐蝕和結垢。造成以上結垢的原因主要有以下幾個方面：

1）汽輪機凝集器泄漏，凝水含鹽量和含氧量都超標。造成轉子結垢腐蝕。

2）凝結器銅管泄漏，導致循環水直接進入冷凝水，使凝結水含鹽量增加。

3）中壓蒸汽品質不達標。未能及時發現蒸汽品質變化和凝水品質變化。

4）停車檢修后機組保養不到位，導致機組再啟動后，大量腐蝕產物進入汽輪機。

4　防治辦法和措施

1）鍋爐方面結合大機組檢修，應該測試安全運行的臨界負荷，為以后運行提供依據。操作人員應加強負荷調整，減少蒸汽帶鹽保證蒸汽品質。

2）分析化檢方面，應加強對蒸汽質量，凝水質量的監控分析，及時和運行部門溝通。

3）大壓縮機組方面，應盡量減少機組負荷大范圍波動。

4）機組停車檢修期間，加強對鍋爐、中高壓、汽輪機本體等設備的保養，嚴格執行檢修計劃和操作規程，制定停車和檢修期間的保養方案。

Cause for Scaling of Turbine Rotors，Impact and Prevention

Yao Shao-hua

Turbine rotor turbine fouling is a common problem and phenomenon，this article from other aspects of the turbine rotor genesis，composition and impact on the turbine rotor fouling problems were analyzed and discussed.

turbine；rotor fouling；condensate water quality；routine maintenance

TK263.61

B

1003-6490（2016）05-0236-01

2016-05-10

姚紹華（1988—），男，河南濮陽人，助理工程師，主要從事大型壓縮機的操作管理和維護工作。