催化裂化裝置汽輪機結鹽的分析及處理方法

王宇靜

摘 要：催化裂化裝置是我國煉油工業(yè)獲取經(jīng)濟效益的主要生產(chǎn)裝置，在原料產(chǎn)品市場日益國際化的前提下，長周期運行成為煉化企業(yè)的研究重點。在催化裂化裝置的非計劃停工因素中，機組故障占有很大比重。結合哈爾濱石化公司催化裂化裝置的具體情況，闡述了結鹽對催化裂化汽輪機運行的影響，對結鹽的原因進行了分析和討論，并提出了第二聯(lián)合車間汽輪機組結鹽清洗的新方法、具體實施方案。

關鍵詞：汽輪機；熱溶法；結鹽；

1.第二聯(lián)合車間氣壓機組簡介

氣壓機組是由沈陽鼓風機廠制造的2MCL456-16離心壓縮機和杭州汽輪機廠制造的NG32/25/0背壓式汽輪機組成。壓縮機由兩段六級組成，壓縮機與氣輪機間采用齒式聯(lián)軸器連接。機組主要用來將分餾塔頂油氣分離器V202來的富氣（壓力0.1MPa，溫度40℃），經(jīng)氣壓機一段壓縮后（壓力0.5MPa，溫度105℃），進入中間冷卻器冷卻后進入中間分液罐進行分離。氣相進入二段，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或自壓進入V202中。

2.汽輪機結鹽成因

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

傳統(tǒng)的缸體及葉片除垢方法：一是在大修時吊出轉(zhuǎn)子與隔板進行機械除垢；二是停機后進行化學清洗除垢。以上2種傳統(tǒng)除垢方法都存在除垢時間長、工序繁瑣、費用較高等缺陷。因此，我們來探討一種全新的、簡單實用的除垢方法——熱溶清洗除垢法。這種方法不需要解體機組，除垢在機組停機后組織實施，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，在汽輪機停運時，向汽缸通流部分灌入熱水，使結垢的鈉鹽在熱水中浸泡松軟、脫落并溶解于水中，同時對汽輪機進行手動盤車，不斷攪動，對浸泡松軟的鹽垢進行輕微的摩擦振動，誘使其從汽輪機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，從而達到缸體及葉片除垢的目的。

4.熱溶清洗除垢法的技術要點

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，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源：熱水來自氣壓機凝縮油泵P309/1新鮮水冷卻水來路與自制汽水混合裝置進行加熱，將給水加熱至120℃左右，用臨時膠帶將加熱過的新鮮水通過二段補氣閥組放空相連，將熱水注入汽輪機氣缸內(nèi)。

4.2 注水條件

（1）停機48～72 h后，機組溫度降至80 ～120℃時，開始向汽輪機汽缸內(nèi)注入熱水。（2）控制進水與汽缸溫差不超過50℃。

4.3 水位控制

（1）注水水位控制盡量高但不超過后軸封下洼窩最低點，通過軸封來判斷注水情況若軸封漏水說明上水到位，關閉P309/1送水閥。（2）可以打開汽缸防爆門觀察水位，也可以根據(jù)汽封處冒水情況嚴格控制水位，如有下降，立即補充到正常水位。

4.4 注水操作

（1）關閉抽汽門。（2）關閉汽機本體系統(tǒng)內(nèi)所有疏水閥及排地溝閥（背壓或抽背式汽輪機組清洗時留1路疏水）。（3）開啟空氣系統(tǒng)閥門，順便對真空系統(tǒng)查漏。（4）關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)系鉗工手動盤車。（2）當水位達要求時停止進水。（3）水位上升時手動盤車。（4）定時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束時間。（5）清洗結束后恢復系統(tǒng)，汽輪機本體進行充分疏水，啟動時低速暖機比中速暖機時間長1倍。

5.結果與結論

清洗后，機組能立刻在額定負荷下運行，復速級壓力明顯降低，改善了因復速級后壓力升高而帶不滿負荷的局面。該清洗方法避免了開缸的麻煩，大大節(jié)約了檢修的時間與費用，并且安全、有效，使機組恢復了帶負荷能力，同時操作也很簡單，不失為一種簡便實用的汽輪機不開缸除垢方法。

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，必須待機組停用后，自然冷卻72 h以上，再打開汽缸大蓋，吊出轉(zhuǎn)子，分別進行轉(zhuǎn)子葉片和靜葉噴嘴除垢。復裝時要分別找正校對動靜間隙、轉(zhuǎn)子中心、軸瓦緊力等項目后才能封缸。這樣前后約需15 d，既費時又費力。而且機組的拆裝對設備零部件的損耗也增加了成本。而使用本方法，只需在停機48 h后向缸內(nèi)灌入熱水浸泡并投盤車即可，清洗2～3 h放盡余水即可沖轉(zhuǎn)。還可利用停機48 h的空閑處理設備及輔機缺陷，確保設備啟用后的正常運行。此法非常適合裝置臨時停車搶修對輪機的處理。

7.結語

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

參考文獻：

[1]侯傳江，王國峰，陸軍，等。催化裂化裝置汽輪機結垢的原因分析及對策[J].煉油與化工，2013，24（1）：15-20.