淺談汽輪機在線濕蒸汽除垢技術

張洪偉++姚剛++姬升紅

摘 要：兗礦新疆煤化工有限公司CO2壓縮機配套汽輪機為杭汽NK40/45/20凝汽式汽輪機，由3.8Mpa過熱蒸汽驅動，自進入2016年5月份以來，輪室壓力逐步上升，最高達到3.65Mpa，調節汽閥實際開度已逐漸調整到最大，機組仍持續出現掉轉速及間歇性喘振現象，影響尿素系統穩定運行。公司對汽輪機運行的各項指標進行排查，除輪室壓力比正常運行時增加0.5MPa外，包括振動、軸位移等各項指標都在正常范圍，我們通過分析認為汽輪機運行頻繁掉轉速現象應由汽輪機葉片結垢引起。

關鍵詞：汽輪機；濕蒸汽；除垢技術

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

1 除垢方案論證

汽輪機轉速受蒸汽波動影響較大，對蒸汽品質要求近乎苛刻，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一般有以下兩種形態：一種為蒸汽溶液，主要為硅酸和各種鈉化合物；另一種呈固態微粒狀，主要是沒有沉積下來的固態鈉鹽以及鐵的氧化物。過熱蒸汽進入汽輪機后，隨著溫度及流速的降低，雜質會沉積在其蒸汽通流部分，造成汽輪機積垢。大多數情況下，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構的SiO2，而SiO2有很強的結垢能力，結垢層非常堅硬，不溶于水。

傳統清洗方法，需待系統停車后，對汽機本體進行揭缸，吊出轉子后對葉片進行化學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前期開車過程完成清理任務，達到汽輪機運行的基本要求。兩種清理方案對比表1所示。

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

2 方案實施

（1）做好汽輪機沖轉各項準備，控制室、調度臺保持溝通。（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、速關閥、調速閥，啟動汽輪機。（3）沖轉前化驗凝結水的二氧化硅、硬度做好記錄。汽輪機保持800rpm/min沖轉半小時，注意觀察汽輪機位移、振動、溫度，并對凝結水進行化驗記錄。（4）汽輪機沖轉800rpm/min結束后升速至1600rpm/min，注意觀察機組脹差、振動、位移、推力瓦溫度等，半小時凝結水取樣化驗一次，并與前樣對比。（5）通過水樣分析結果決定汽輪機是否繼續清洗，當蒸汽凝液水質分析數值從上升到下降至最低值不變時，清洗結束。

3 操作注意事項

（1）沖洗過程中現場、控制室、調度臺密切配合，關鍵環節應專人盯靠。（2）清洗前應進行沖轉蒸汽溫度測點校驗，確認機組各保護裝置良好，油泵試運轉正常。（3）確保蒸汽溫度及壓力控制平穩，清洗過程中嚴密監視機組軸向位移及推力瓦的溫度。（4）遇到下列現象時應立即停機：機組發生劇烈震動；機組出現水沖擊現象；軸向位移發生明顯變化；推力瓦溫度明顯上升等。

4 清洗實施效果

經過約六個小時的在線清洗，汽輪機基本上接近正常運行工況，消除了因結垢帶來的運行隱患。清洗后二氧化碳氣量由21000m3/h增至29500m3/h，調速閥開度由全開降至85.2%，機組運行穩定，各項參數正常。

5 結語

（1）在線沖洗是一種清理汽輪機通流部分結垢的快速有效的方法，通過精心準備、認真操作，可以獲得立竿見影的效果。（2）避免汽輪機葉片結垢的根本關鍵在于源頭治理，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的方法是可行的，為設備的長周期穩定運行奠定了基礎，對公司其余汽輪機組短停除垢具有一定的借鑒意義。