汽輪機在線清洗技術(shù)及應(yīng)用

王亮

（中國海油中捷石化有限公司運行二部，河北滄州061000）

某煉化公司柴油加氫裝置汽輪機2016年6月15日投產(chǎn)，累計運行150 d，運行期間主蒸汽量維持在9.8 t/h，轉(zhuǎn)速8 600 r/min。自2016年10月開始，機組出現(xiàn)蒸汽流量逐漸減少、輪室壓力升高的跡象、壓縮機轉(zhuǎn)速下降等情況。通過提高主蒸汽壓力及降低背壓來維持工況，目前運行狀態(tài)越來越不穩(wěn)定，對中壓蒸汽的壓力要求越來越高，主蒸汽壓力到3.2 MPa，輪室壓力上升到3.1 Mpa，主蒸量減少到8.5 t/h，轉(zhuǎn)速降至8 400 r/min，汽輪機主汽門已經(jīng)經(jīng)常性的100%全部打開。

壓縮機內(nèi)介質(zhì)組份沒有大的變化，而輪室壓力上升、轉(zhuǎn)速下降、調(diào)節(jié)閥開度100%、蒸汽耗量下降、汽輪機的軸承振動及軸向位移均有所上升。因此通過對比判讀是柴油加氫精制裝置汽輪機通流部分有可能結(jié)垢，導(dǎo)致汽流的流通面積減小，流量減小，從而使汽輪機發(fā)出的功率減少。結(jié)垢還會使通流部分表面變得粗糙，增大摩擦損失，致使汽輪機效率降低。此外，汽輪機要保持其功率不變，則必須提高新蒸汽的壓力，必將引起結(jié)垢的壓降增大，焓降增大，使反動度增大，軸向推力增大，軸向位移有所上升。對蒸汽品質(zhì)化驗分析斷定汽輪機轉(zhuǎn)子已經(jīng)結(jié)鹽且情況嚴(yán)重，需要進(jìn)行處理［1～3］。

1 清洗準(zhǔn)備

編制沖洗方案，現(xiàn)場勘探，確定沖洗位置。

預(yù)制Φ15碳鋼管線100 m，1端連接芳構(gòu)化除氧水泵出管線導(dǎo)淋處，另1端接至臨時預(yù)制汽輪機隔離閥之間短節(jié)，管線在短節(jié)中心處伸入100 cm，加裝霧狀噴頭，在和中壓蒸汽逆流180°開Φ2小孔4排共48個，確保除氧水進(jìn)入蒸汽管線后瞬時汽化，安裝DN15，CL300閘閥1個，控制蒸汽溫度。

在降溫過程中注意中壓蒸汽分水罐排凝，防止大量水帶入機組，造成機組損壞。連接前將臨時管線沖洗干凈，避免雜質(zhì)顆粒進(jìn)入蒸汽管線。

2 清洗過程

（1）待工藝處理完，汽輪機正常停車，進(jìn)行盤車，汽輪機背壓切除系統(tǒng)，背壓排凝閥全開；施工方快速更換預(yù)制好的2道主蒸汽隔離閥之間的短節(jié)，更換期間用主蒸汽閥副線閥門暖管，防止中壓蒸汽溫度下降，影響下次開機；確認(rèn)壓縮機入口閘閥、反飛動閥、機體排凝閥全開。

（2）主蒸汽臨時端節(jié)更換完成后，啟動汽輪機到1階暖機狀態(tài)（900 r/min），通過主蒸汽隔離閥（北側(cè)閥門全開，用南側(cè)閥門控制蒸汽量）及出口安全閥副線控制轉(zhuǎn)速在1 000 r/min；轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定后逐漸打開加水管控制閥，使蒸汽壓力降至1.0 MPa，入口蒸汽溫度逐步降低，最終進(jìn)氣溫度降到185℃左右，保持進(jìn)入汽輪機的中壓蒸汽為飽和狀態(tài)。

（3）維持中壓蒸汽壓力1.0 MPa，進(jìn)氣溫度185℃，待背壓蒸汽低點排凝有水溢出時開始取凝結(jié)水樣，每隔10 min對汽輪機背壓排凝處取水樣化驗鈉離子、二氧化硅、氯離子以及電導(dǎo)率的變化，至凝結(jié)水無明顯雜質(zhì)，送化驗室化驗（第1次沖洗樣品1～10號，化驗8號、9號樣品，結(jié)果見表1）。

（4）此時將轉(zhuǎn)數(shù)緩慢提高至3 000 r/min運轉(zhuǎn)30 min，充分排水，第1次沖洗完畢，用時60 min。

為保證沖洗效果，再次降低轉(zhuǎn)速（3 000 r/min降至1 000 r/min），按照第1次沖洗控制方式再次沖洗，沖洗水樣（樣品11～17號），沖洗后11號、12號樣品目測微微泛紅，繼續(xù)清洗，待凝結(jié)水再次變清亮，取最后1次凝結(jié)水樣送化驗分析。（第2次沖洗樣品11～19號，化驗14號、15號、18號、19號樣品，化驗結(jié)果見表1）。

根據(jù)化驗結(jié)果和中壓蒸汽凝結(jié)水樣、除鹽水樣進(jìn)行對比，再次將轉(zhuǎn)速緩慢提高至3 000 r/min，充分排水，第2次沖洗用時40 min。

待汽輪機背壓蒸汽底部排凝無明顯凝結(jié)水逸出后，緩慢將轉(zhuǎn)速降至900 r/min，機組停機盤車；施工方快速恢復(fù)短節(jié)，同時需保持中壓蒸汽溫度，待短接更換完成后按照正常開機步驟開機［4，5］。

3 清洗數(shù)據(jù)分析及清洗后汽輪機運行參數(shù)對比

3.1 清洗過程樣品及樣品分析數(shù)據(jù)

通過水洗過程中取水樣比較并分析，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水中的Na、Si等鹽類含量明顯下降，電導(dǎo)率及氯離子含量也成穩(wěn)步降低趨勢，結(jié)果見表1。

表1 清洗過程樣品抽樣分析結(jié)果

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)水中大部分為鈉鹽和硅鹽。除鹽水即可排出，證明此次汽輪機在線清洗效果明顯。

3.2 清洗前后汽輪機運行對比

汽輪機各項指標(biāo)及操作參數(shù)較清洗前有很大改觀，轉(zhuǎn)數(shù)大幅提高，進(jìn)汽流量增加，調(diào)節(jié)汽門開度降低，調(diào)節(jié)余量變大，各項操作指標(biāo)控制良好［6］。

4 清洗過程中的不足

（1）裝置是第1次進(jìn)行在線清洗，經(jīng)驗及準(zhǔn)備不到位，人員安排及蒸汽參數(shù)控制方面沒有細(xì)化，影響了清洗進(jìn)度；（2）在降轉(zhuǎn)速過程中未考慮到隔離閥副線閥DN25的閥門維持汽輪機1 000 r/min運轉(zhuǎn)主汽門開度情況，造成機組停機，觸發(fā)系統(tǒng)壓力閥控瀉壓進(jìn)入火炬高排；（3）由于經(jīng)驗不足，編制方案時想不停機降轉(zhuǎn)速進(jìn)行短節(jié)更換來實現(xiàn)在線清洗，結(jié)果在短節(jié)更換過程中沒考慮到蒸汽隔離閥副線閥門太細(xì)，蒸汽量不足，汽輪機沖轉(zhuǎn)沖不起來，造成開車不暢。

5 結(jié)束語

汽輪機經(jīng)過水洗達(dá)到了預(yù)期效果，運行工況有了很大好轉(zhuǎn)。以后操作中應(yīng)該加大各項操作指標(biāo)的考核力度，與生產(chǎn)運行部協(xié)調(diào)改善蒸汽品質(zhì)，盡量避免汽輪機出現(xiàn)結(jié)鹽。