汽輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的在線清洗技術(shù)

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(jī)組是由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠制造2MCL606-9 兩段離心式壓縮機(jī)，以及杭州汽輪機(jī)廠制造的NK40/32 背壓式汽輪機(jī)組成。汽輪機(jī)使用中壓蒸汽驅(qū)動(dòng)，蒸汽產(chǎn)自2 臺(tái)余熱鍋爐。2019 年6 月3 日發(fā)現(xiàn)爐水中Na+超標(biāo)，影響蒸汽品質(zhì)，6 月5 日汽輪機(jī)輪室壓力、進(jìn)汽閥開(kāi)度開(kāi)始上漲，輪室壓力最高達(dá)2.8 MPa，進(jìn)氣閥閥位最大92%，進(jìn)汽流量達(dá)49 t/h。通過(guò)汽輪機(jī)的性能曲線比對(duì)，汽輪機(jī)結(jié)鹽情況較嚴(yán)重，有必要立即對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行清洗。

1 清洗方案

以往汽輪機(jī)在線清洗是將汽輪機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，降處理量，壓縮機(jī)入口放火炬，再使用飽和蒸汽進(jìn)行清洗，操作波動(dòng)大、物料損失多，污染環(huán)境。經(jīng)分廠及車間研討后決定不降轉(zhuǎn)數(shù)，不放火炬的情況下進(jìn)行在線清洗。主要思路是利用外取熱汽包D118 與氣壓機(jī)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(jī)用汽中，與過(guò)熱蒸汽混合，降低汽輪機(jī)用汽入口溫度達(dá)到在線清洗的目的，同時(shí)不影響裝置3.6 MPa 蒸汽的外輸。

2 清洗過(guò)程

反應(yīng)崗位調(diào)整處理量，控制主風(fēng)量在2200～2300 Nm3/min，同時(shí)平穩(wěn)操作，控制一再稀相溫度，不發(fā)生尾燃，氣壓機(jī)入口壓力改手動(dòng)控制，保持轉(zhuǎn)速在6100 r/min 以上。分餾崗位增開(kāi)分餾塔頂空冷風(fēng)機(jī)，降低分餾塔頂冷后溫度，同時(shí)降低穩(wěn)定系統(tǒng)壓力至0.9 MPa，降低氣壓機(jī)出口壓力，減輕氣壓機(jī)負(fù)荷。

投用飽和汽，由于汽包飽和汽會(huì)攜帶少量飽和水一同竄入氣壓機(jī)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(jī)入口溫度由400 ℃直接降低至288 ℃，氣壓機(jī)出口溫度由250 ℃降低至176 ℃。采集氣壓機(jī)出口蒸汽冷凝水樣，已經(jīng)明顯變色，由于降溫過(guò)快，未在288 ℃長(zhǎng)時(shí)間停留，隨即將溫度調(diào)整至299 ℃觀察運(yùn)行。

再次調(diào)整飽和汽并入量，氣壓機(jī)入口溫度TI2351 降低至277 ℃，此時(shí)氣壓機(jī)出口蒸汽冷凝水樣已經(jīng)呈現(xiàn)深棕色，電導(dǎo)率最高值為10 450 μS/cm，輪室壓力降低至1.7 MPa，表明已經(jīng)清洗出大量鹽分。清洗過(guò)程記錄相關(guān)數(shù)據(jù)表1。

從表1 中看出，整個(gè)過(guò)程汽輪機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)幾乎未變，隨著中壓蒸汽溫度下降，電導(dǎo)率逐漸升高，當(dāng)中壓蒸汽溫度低于290 ℃時(shí)，冷凝水的電導(dǎo)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(dǎo)率首先出現(xiàn)一個(gè)較大峰值，隨后下降，此時(shí)認(rèn)為汽輪機(jī)的鹽分多數(shù)已被清洗下來(lái)，清洗過(guò)程結(jié)束。隨后將部分冷凝水樣送至化驗(yàn)分析，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 清洗過(guò)程汽輪機(jī)相關(guān)參數(shù)

表2 凝結(jié)水Na+和電導(dǎo)率含量分析

恢復(fù)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(kāi)度由91%降低到目前的72%。汽輪機(jī)清洗前后數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。根據(jù)汽輪機(jī)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)與性能曲線對(duì)比，汽輪機(jī)進(jìn)汽流量42 t/h 時(shí)對(duì)應(yīng)的輪室壓力應(yīng)為1.85 MPa，實(shí)際為1.8 MPa，結(jié)鹽現(xiàn)象得到極大緩解，清洗效果十分明顯。

表3 汽輪機(jī)清洗前后數(shù)據(jù)

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）汽輪機(jī)入口蒸汽為3.2 MPa 左右，其飽和溫度247 ℃左右，在清洗過(guò)程中控制汽輪機(jī)入口蒸汽在277～290 ℃。從表1看出，290 ℃以上時(shí)，電導(dǎo)率漲幅不大，冷凝水樣顏色透明，幾乎沒(méi)有洗滌效果；低于280 ℃時(shí)，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(diǎn)及蒸汽管網(wǎng)，該溫度不宜控制過(guò)低。由于溫度的可操作范圍較窄，過(guò)高過(guò)低皆有危害，所以更需精準(zhǔn)控制，現(xiàn)場(chǎng)控制蒸汽溫度的閥門為DN100 的球閥，整個(gè)過(guò)程需人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，難度較大，建議檢修期間配制合適管線，增設(shè)調(diào)節(jié)閥，平穩(wěn)、精準(zhǔn)地控制蒸汽溫度。

（2）在汽輪機(jī)前中壓蒸汽分水罐底部排凝，加強(qiáng)對(duì)中壓蒸汽的帶水情況進(jìn)行監(jiān)控，清洗過(guò)程必須嚴(yán)格控制蒸汽進(jìn)汽輪機(jī)前溫度不低于飽和蒸汽溫度，即中壓蒸汽不能在汽輪機(jī)之前帶水，否則該部位液滴動(dòng)能較大，對(duì)汽輪機(jī)沖動(dòng)級(jí)葉片損傷極大。

（3）加強(qiáng)1.0 MPa 蒸汽管網(wǎng)脫水，清洗過(guò)程中尤其是中壓蒸汽低于290 ℃時(shí)，1.0 MPa 蒸汽帶水明顯增多，多點(diǎn)脫水避免影響小透平及其他用汽設(shè)備運(yùn)行。

（4）清洗過(guò)程中需密切關(guān)注汽輪機(jī)振動(dòng)、軸位移等參數(shù)，隨著蒸汽溫度降低，蒸汽帶水會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)軸向力增大，垢塊脫落會(huì)造成轉(zhuǎn)子不平衡影響振值變化，當(dāng)日14 時(shí)，汽輪機(jī)前振動(dòng)XT001X 在8.7～16.6 μm 波動(dòng)，振值變化較大。

4 結(jié)束語(yǔ)

此次汽輪機(jī)在線清洗有別于行業(yè)內(nèi)的其他在線清洗技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)在線清洗，而且汽輪機(jī)不降轉(zhuǎn)數(shù)，壓縮機(jī)入口不放火炬，沒(méi)有造成物料損失，直接避免經(jīng)濟(jì)損失近200 萬(wàn)元。該技術(shù)更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，針對(duì)清洗過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)及不足及時(shí)總結(jié)、優(yōu)化，希望能摸索出更加可靠、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的汽輪機(jī)在線清洗技術(shù)，能夠從容應(yīng)對(duì)同類汽輪機(jī)的結(jié)鹽現(xiàn)象。