延遲焦化裝置汽輪機結鹽在線清洗技術的探討

王雪嬌

摘要：大慶石化公司煉油廠延遲焦化裝置使用凝汽式富氣壓縮機，由于汽輪機負荷余量小和蒸汽品質下降等原因，汽輪機氣閥全開并開始出現丟失轉數現象，機組工作效率下降。在不停工的情況下，裝置通過使用飽和蒸汽在線清洗的方法，有效解決了汽輪機結鹽問題，提高了設備運行效率，保證了安全生產。

關鍵詞：汽輪機;結鹽;在線清洗

1.前言

大慶石化公司煉油廠延遲焦化車間富氣壓縮機C1501汽輪機輪室壓力正常生產時壓力值為1.1MPa，蒸汽耗量6.5t/h左右。由于受到中壓蒸汽品質影響，自2018年開工后汽輪機葉片出現結鹽現象，至2019年2月，輪室壓力已經由正常的1.1MPa逐步上升到1.3MPa，調節氣閥開度由75%逐步上升到100%，汽輪機在此工況下運行已失去調節能力，開始出現丟轉現象，安全生產無法得到保障。因此，裝置針對汽輪機結鹽情況提出進行在線飽和蒸汽清洗。

2.汽輪機結鹽在線清洗方案

首先試驗壓縮機入口放火炬閥，給定5%開度，現場及室內觀察確定該閥門開關靈活。然后用壓縮機入口放火炬閥及出口放火炬閥控制分餾塔壓力，逐步降低機組轉速，保證壓縮機不發生喘振。當轉速降至8500 rpm時停氣壓機。關閉3.5MPa蒸汽管網至壓縮機閥門，打開壓縮機3.5MPa蒸汽廠房內高點放空和兩處低點排凝。停機期間機組始終保持盤車，自然降溫2h。到達時間后，操作工打開速關閥，儀表工給信號，打開汽輪機調節氣閥;自室內3.5MPa蒸汽廠房內低點排凝接蒸汽膠帶處向機體注蒸汽1h;自室內3.5MPa蒸汽廠房內低點排凝接蒸汽膠帶處向機體注裝置飽和蒸汽3h并檢測排水鈉離子和鈣離子。數值恒定時，結束清洗，起步開機。

3.汽輪機清洗過程

3.1機組停車

6時氣壓機開始降轉速，6時30分氣壓機開始降轉速至8500rpm，富氣入口放火炬閥開，控制分餾系統壓力平穩，6時40分氣壓機停機，停中間冷卻器循環水及潤滑油冷器器循環水，監控中間分液罐及凝汽器液位，啟動電動盤車，每15秒盤車一次。

3.2清洗前降溫

停機后，3.5MPa蒸汽改出機體，開大凝汽器冷卻水，機組進入自然冷卻階段。8時45分，機體溫度由366℃自然降溫至240℃，投用速關閥，儀表給信號打開調節氣閥，進1.0MPa蒸汽幫助機組快速降溫;10時，機體溫度蒸汽降溫至200℃，達到清洗前目標溫度。

3.3清洗過程

由汽輪機3.5MPa蒸汽放空向機體內注飽和蒸汽，利用飽和蒸汽對汽輪機進行清洗，同時由凝汽器液位計放空處采樣20分鐘分析一次。對樣品進行Na離子和Ca離子含量分析。14時，引3.5MPa蒸汽至壓縮機暖管，投用抽氣器建立真空度，準備開機。15時，啟動氣輪機，控制氣壓機轉速1000rpm，繼續對汽輪機進行低轉速清洗。15時50分，時汽輪機清洗完畢，氣壓機開始升速，16時30分打開二級出口閥將富氣并入穩定系統，裝置生產逐漸恢復正常。17時30分氣壓機轉速升至正常轉速9800rpm，輪室壓力1.0MPa，二次油壓0.37MPa，調節氣閥開度75%。

3.4機組狀態

在汽輪機在線清洗期間，同時對機組的振值、軸位移和相關的參數進行詳細的記錄。在此次清洗過程中，汽輪機及壓縮機軸振動沒有出現大的波動，只有在汽輪機沖臨界轉速（5030rpm）時出現較大波動，但壓縮機沒有出現喘振現象。（趨勢見附圖1）

機組在低轉速1000rpm的清洗過程中，干氣密封泄漏量正常變化，軸振動和軸位移都沒有發生較大的波動，數值都在正常生產中波動的范圍之內，從飽和蒸汽進行采樣分析可以判斷，在此次降溫清洗過程中汽輪機葉輪結鹽物沒有成塊脫落的現象，整個清洗過程中機組運行比較平穩。

4.汽輪機清洗效果分析

在汽輪機清洗整個過程中，汽輪機出入口蒸汽壓力變化不大，蒸汽在升、降溫過程中，溫度波動較小，汽閥開度和輪室壓力隨汽輪機轉速變化而變化。在機組轉速提升后，汽輪機轉速逐漸恢復到9500r/min，其他各參數隨汽輪機入口蒸汽溫度的變化有較小的波動，但各參數趨于穩定。蒸汽耗量穩定在6.5t/h，輪室壓力穩定在1.0MPa左右，調節氣閥開度穩定在75%左右。汽輪機清洗前后各參數變化參見下圖。

從上圖各參數的變化趨勢可以看出，此次在線清洗效果比較明顯，輪室壓力從1.3MPa降至1.0MPa調節氣閥開度從清洗前的100%降至75%。

5.汽輪機結鹽組份分析

清洗過程中，對汽輪機蒸汽飽和蒸汽的鈉離子含量和鈣離子含量進行監測，并對清洗前、后數據及進行分析比較。根據各種參數的變化趨勢進行分析清洗效果和汽輪機結鹽的組份。下表（表1）為汽輪機清洗前后飽和蒸汽Na濃度和Ca濃度分析：

從上表可以看出鈉離子在清洗前和清洗過程中發生較大變化，在清洗后期鈉離子含量減少較為明顯。說明飽和蒸汽清洗對鈉鹽清洗效果更加明顯。

6.結論分析

根據上述分析結果可以看出，此次在線清洗效果較為明顯，但是從各參數變化趨勢可以看出，由于飽和蒸汽流量和壓力以及蒸汽溫度影響的限制，此次清洗并不徹底，汽輪機葉輪結鹽仍有部分未清洗下來，應該是清洗時間不充足還有飽和蒸汽的飽和度不夠所致。清洗飽和蒸汽的最佳狀態應該是剛剛達到飽和為宜。從汽輪機出口飽和蒸汽各種組份分析結果判斷，汽輪機結鹽多為鈉鹽且含有少量鈣鹽，本次清洗嘗試對此類鈉鹽及鈣鹽結垢的情況有明顯效果。

7.改進建議

（1）本次清洗采取汽輪機3.5MPa蒸汽管線閥門關閉后機體自然降溫，時間稍長且降溫效果不好，下次清洗時應在機體降至280℃左右時即嘗試通入1.0MPa蒸汽，為延長有效清洗時間提供條件。

（2）清洗蒸汽本次采用了飽和狀態的1.0MPa蒸汽，但由于延遲焦化裝置自身沒有調節清洗蒸汽溫度的手段，飽和度控制不理想，間接影響了清洗效果，建議下次嘗試使用裝置蒸汽伴熱回水，其飽和度更高，清洗效果會更理想。

（3）清洗蒸汽冷凝水中鈣離子和鈉離子的分析未能實現實時監控，給清洗工作判斷效果、調整方案都造成了延遲，下次清洗建議使用電導率現場在線分析，根據電導率結果及時掌握清洗效果。

參考文獻：

[1]孫 博，張艷霞，李 強《加氫裂化裝置汽輪機在線清洗技術探討》煉油與化工，2011

[2]瞿 濱 《延遲焦化裝置技術問答》