飽和蒸汽在線清洗汽輪機(jī)結(jié)垢技術(shù)應(yīng)用

王澤國（六盤水市鐘山區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，貴州六盤水553000；2貴州鑫晟煤化工有限公司，貴州六盤水553023）

飽和蒸汽在線清洗汽輪機(jī)結(jié)垢技術(shù)應(yīng)用

王澤國（六盤水市鐘山區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，貴州六盤水553000；2貴州鑫晟煤化工有限公司，貴州六盤水553023）

汽輪機(jī)葉輪結(jié)垢后，在正常操作情況下，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速提不上，軸向推力增大，位移變大，輪室壓力升高，汽輪機(jī)使用效率下降。本文結(jié)合汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況，利用飽和蒸汽對汽輪機(jī)在線清洗，達(dá)到清除結(jié)垢物的目的。

在線清洗;汽輪機(jī);結(jié)垢

某公司甲醇設(shè)計(jì)年產(chǎn)30萬噸，空分裝置設(shè)計(jì)45000 Nm3O2/ h，設(shè)備采用常溫分子篩吸附預(yù)凈化、增壓透平膨脹機(jī)及液體泵內(nèi)壓縮工藝。空分裝置主要為煤氣化裝置提供純氧、高壓氮?dú)狻⒅袎旱獨(dú)猓粸槿珡S提供中壓氮?dú)猓蛪旱獨(dú)狻⒑细竦膬x表空氣和工廠空氣。2014年5月，在原有設(shè)備情況下，因生產(chǎn)用水由新鮮水改為城市中水，蒸汽品質(zhì)得不到保證，空分汽輪機(jī)調(diào)速汽閥在全開狀態(tài)下，輪室壓力升高至3.5MPa，軸向位移0.18mm，進(jìn)汽溫度420℃，進(jìn)汽流量125T/h，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到設(shè)定轉(zhuǎn)速，分析認(rèn)為汽輪機(jī)通流面有積鹽、結(jié)垢現(xiàn)象，拆開速關(guān)閥檢查，確定汽輪機(jī)積鹽、結(jié)垢嚴(yán)重，但積鹽、結(jié)構(gòu)物不堅(jiān)硬，是粘附的粉末狀態(tài)，根據(jù)公司實(shí)際情況，決定用飽和蒸汽對汽輪機(jī)結(jié)垢、積鹽進(jìn)行清理。

1 汽輪機(jī)參數(shù)

1.1 汽輪機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)：

型號：NKS63/80/32進(jìn)汽量：133.2T/H

進(jìn)汽壓力：4.1MPa排氣壓力：0.015MPa

進(jìn)汽溫度：430℃排氣溫度：46℃

軸功率：37409KW轉(zhuǎn)速：4812r/min

1.2汽輪機(jī)蒸汽品質(zhì)要求：

蒸汽壓力：4.1MPa蒸汽溫度：425℃-435℃

鈉離子：≤15μg/kg電導(dǎo)率：4.2μs/l

總硬度：無鐵離子：≤20μg/kg

二氧化硅：≤20μg/kg銅離子：≤5μg/kg

2 清洗步驟

2.1 清洗準(zhǔn)備

（1）確定汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)口取樣分析點(diǎn)和出汽輪機(jī)蒸汽冷凝液分析取樣點(diǎn)。

（2）查找飽和蒸汽物性數(shù)據(jù)表，確定滿足汽輪機(jī)相對安全運(yùn)行狀態(tài)下蒸汽控制參數(shù)。

(1)根據(jù)直流系統(tǒng)接地報(bào)警，關(guān)鍵是盡快查出接地性質(zhì)與接地支路。正常運(yùn)行時(shí)，正極對地電壓為110V，負(fù)極對地電壓為-110V。當(dāng)發(fā)生單點(diǎn)非金屬性接地時(shí)，相應(yīng)正極或負(fù)極對地電壓降減少，另一負(fù)極或正極對地電壓升高，例如：當(dāng)正極對地發(fā)生單點(diǎn)非金屬性接地時(shí)，則U+﹤110V、U-﹥110V，據(jù)此，判斷故障性質(zhì)為正極單點(diǎn)接地。當(dāng)發(fā)生單點(diǎn)金屬性接地時(shí)，相應(yīng)正極或負(fù)極對地電壓為零，另一負(fù)極或正極對地電壓為220V，例如：當(dāng)正極對地發(fā)生單點(diǎn)金屬性接地時(shí)，則U+=0V、U-=-220V，據(jù)此，判斷故障性質(zhì)為正極單點(diǎn)接地。

（3）對清洗指揮長對操作人員進(jìn)行清洗技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)，確保操作人員掌握操作要點(diǎn)、控制參數(shù)、緊急狀況處理。

2.2 汽輪機(jī)啟動(dòng)升速

（1）按空分操作規(guī)程汽輪機(jī)部分正常操作步驟進(jìn)行啟動(dòng)汽輪機(jī)，此時(shí)蒸汽參數(shù)與汽輪機(jī)正常運(yùn)行參數(shù)一致。

（2）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定調(diào)整至700r/min，低速暖機(jī)3h，逐漸將汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速上升到正常運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

（3）降低蒸汽壓力穩(wěn)定在3.45MPa,蒸汽溫度控制在430℃，此時(shí)，蒸汽是過熱狀態(tài)。

2.3 降低蒸汽溫度進(jìn)行汽輪機(jī)清洗

（1）聯(lián)系蒸汽供應(yīng)車間降低按3℃/min的速度降低蒸汽溫度，隨著蒸汽溫度下降，過熱蒸汽逐漸轉(zhuǎn)為飽和蒸汽，汽輪機(jī)積鹽、結(jié)構(gòu)將逐漸脫落。因?yàn)檎羝麉?shù)發(fā)生變化和結(jié)構(gòu)脫落，汽輪機(jī)的軸位移和軸振動(dòng)將會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)，必須密切監(jiān)視汽輪機(jī)軸位移、軸振動(dòng)、輪室壓力、排氣溫度以及其他參數(shù)。

（2）蒸汽溫度開始下降時(shí)，中控每5min對汽輪機(jī)、空壓機(jī)、增壓機(jī)的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行記錄，現(xiàn)場人員隨時(shí)盯守現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)異常，立即匯報(bào)。

（3）清洗過程中嚴(yán)格監(jiān)測汽輪機(jī)軸位移及振動(dòng)情況的變化，如有突然增大情況必須緊急停車。

（4）蒸汽降溫的過程中，打開主蒸汽管路導(dǎo)淋，加強(qiáng)排除冷凝液，防止發(fā)生水擊。

（5）蒸汽溫度降至243℃，蒸汽壓力穩(wěn)定在3.45MPa（飽和蒸汽溫度壓力對應(yīng)表），此時(shí)，穩(wěn)定進(jìn)行清洗。

（6）汽輪機(jī)清洗時(shí)間從蒸汽降溫開始至結(jié)束控制12h左右。

3 汽輪機(jī)清理分析以及記錄

清洗過程中效果判定主要通過輪室壓力、進(jìn)出汽輪機(jī)蒸汽冷凝液成分分析確定，通常情況下，隨著清洗進(jìn)行，輪室壓力逐漸降低，蒸汽冷凝液電導(dǎo)率先上升后下降。每小時(shí)對進(jìn)汽輪機(jī)蒸汽品質(zhì)和汽輪機(jī)蒸汽凝結(jié)水的品質(zhì)進(jìn)行分析，主要分析電導(dǎo)率、鈣離子、鎂離子、二氧化硅、鐵離子、鈉離子、銅離子。分析結(jié)果如下。清洗前：進(jìn)蒸汽壓力3.8MPa，實(shí)際轉(zhuǎn)速4420r/min，標(biāo)轉(zhuǎn)速4550r/min，輪式壓力3.5MPa，調(diào)速汽閥開度100%；清洗后：進(jìn)蒸汽壓力3.8MPa，實(shí)際轉(zhuǎn)速4645r/min，標(biāo)轉(zhuǎn)速4640r/min，輪式壓力2.2-2.35MPa，調(diào)速汽閥開度83%。

4 飽和蒸汽在線清洗汽輪機(jī)風(fēng)險(xiǎn)

帶負(fù)荷清洗汽輪機(jī)，關(guān)鍵是控制蒸汽從過熱狀態(tài)轉(zhuǎn)變到飽和狀態(tài)的操作，即用飽和蒸汽對汽輪機(jī)進(jìn)行清洗過程的控制，溫度稍微控制不當(dāng)或操作變化過大，減溫水過多，蒸汽帶水，就會(huì)對汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生水擊，對汽輪機(jī)產(chǎn)生致命的損傷。

5 應(yīng)急保障措施

（1）清洗必須在白天進(jìn)行，設(shè)專人指揮，嚴(yán)格控制各項(xiàng)工藝參數(shù)，嚴(yán)格監(jiān)視各項(xiàng)工藝參數(shù)，從中控工藝參數(shù)和現(xiàn)場運(yùn)行狀況共同判斷汽輪機(jī)組是否安全運(yùn)行。

（2）蒸汽降溫速度嚴(yán)格按降溫速率進(jìn)行操作，不可大幅變化進(jìn)行操作。

（3）汽輪機(jī)中控操作人員時(shí)時(shí)進(jìn)行機(jī)組各參數(shù)監(jiān)測，如參數(shù)突然增大必須中控緊急停車。

（4）空分汽輪機(jī)現(xiàn)場操作人員時(shí)時(shí)對機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測，如有異常聲音必須現(xiàn)場緊急停車。

（5）加強(qiáng)對4.0MPa清洗蒸汽導(dǎo)淋疏水，防止發(fā)生水擊。

（6）飽和蒸汽清洗的過程中，由于蒸汽不能充分做功，導(dǎo)致棑汽溫度逐漸升高，注意監(jiān)控好溫度，過高時(shí)根據(jù)清洗結(jié)果確定繼續(xù)清洗或是終止清洗。

6 汽輪機(jī)清洗效果判定

汽輪機(jī)進(jìn)汽蒸汽冷凝液品質(zhì)和汽輪機(jī)出口凝結(jié)水的品質(zhì)基本一致，可以判定終止清洗。

7 飽和蒸汽在線清洗汽輪機(jī)結(jié)果啟示

本次使用飽和蒸汽對汽輪機(jī)清洗，效果明顯，達(dá)到預(yù)期目的，雖未完全清除汽輪機(jī)機(jī)組結(jié)垢，但是緩解了輪室壓力增高、汽輪機(jī)效率下降、空壓機(jī)打氣量不足而制約空分裝置正常生產(chǎn)問題，同時(shí)節(jié)約了清洗時(shí)間，為公司爭取了更多的生產(chǎn)時(shí)間。從分析結(jié)果判定，本次汽輪機(jī)結(jié)垢主要成分是鈉鹽和硅酸鹽。要從根本上解決汽輪機(jī)結(jié)垢的問題，唯有從源頭抓起，提高蒸汽品質(zhì)，消除汽輪機(jī)結(jié)垢。