汽輪機在線清洗技術及應用

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，累計運行150 d，運行期間主蒸汽量維持在9.8 t/h，轉速8 600 r/min。自2016年10月開始，機組出現蒸汽流量逐漸減少、輪室壓力升高的跡象、壓縮機轉速下降等情況。通過提高主蒸汽壓力及降低背壓來維持工況，目前運行狀態越來越不穩定，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，轉速降至8 400 r/min，汽輪機主汽門已經經常性的100%全部打開。

壓縮機內介質組份沒有大的變化，而輪室壓力上升、轉速下降、調節閥開度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垢，導致汽流的流通面積減小，流量減小，從而使汽輪機發出的功率減少。結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。對蒸汽品質化驗分析斷定汽輪機轉子已經結鹽且情況嚴重，需要進行處理［1～3］。

1 清洗準備

編制沖洗方案，現場勘探，確定沖洗位置。

預制Φ15碳鋼管線100 m，1端連接芳構化除氧水泵出管線導淋處，另1端接至臨時預制汽輪機隔離閥之間短節，管線在短節中心處伸入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，避免雜質顆粒進入蒸汽管線。

2 清洗過程

（1）待工藝處理完，汽輪機正常停車，進行盤車，汽輪機背壓切除系統，背壓排凝閥全開；施工方快速更換預制好的2道主蒸汽隔離閥之間的短節，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）主蒸汽臨時端節更換完成后，啟動汽輪機到1階暖機狀態（900 r/min），通過主蒸汽隔離閥（北側閥門全開，用南側閥門控制蒸汽量）及出口安全閥副線控制轉速在1 000 r/min；轉數穩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，最終進氣溫度降到185℃左右，保持進入汽輪機的中壓蒸汽為飽和狀態。

（3）維持中壓蒸汽壓力1.0 MPa，進氣溫度185℃，待背壓蒸汽低點排凝有水溢出時開始取凝結水樣，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、氯離子以及電導率的變化，至凝結水無明顯雜質，送化驗室化驗（第1次沖洗樣品1～10號，化驗8號、9號樣品，結果見表1）。

（4）此時將轉數緩慢提高至3 000 r/min運轉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，繼續清洗，待凝結水再次變清亮，取最后1次凝結水樣送化驗分析。（第2次沖洗樣品11～19號，化驗14號、15號、18號、19號樣品，化驗結果見表1）。

根據化驗結果和中壓蒸汽凝結水樣、除鹽水樣進行對比，再次將轉速緩慢提高至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水逸出后，緩慢將轉速降至900 r/min，機組停機盤車；施工方快速恢復短節，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 清洗數據分析及清洗后汽輪機運行參數對比

3.1 清洗過程樣品及樣品分析數據

通過水洗過程中取水樣比較并分析，發現凝結水中的Na、Si等鹽類含量明顯下降，電導率及氯離子含量也成穩步降低趨勢，結果見表1。

表1 清洗過程樣品抽樣分析結果

經分析發現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

汽輪機各項指標及操作參數較清洗前有很大改觀，轉數大幅提高，進汽流量增加，調節汽門開度降低，調節余量變大，各項操作指標控制良好［6］。

4 清洗過程中的不足

（1）裝置是第1次進行在線清洗，經驗及準備不到位，人員安排及蒸汽參數控制方面沒有細化，影響了清洗進度；（2）在降轉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運轉主汽門開度情況，造成機組停機，觸發系統壓力閥控瀉壓進入火炬高排；（3）由于經驗不足，編制方案時想不停機降轉速進行短節更換來實現在線清洗，結果在短節更換過程中沒考慮到蒸汽隔離閥副線閥門太細，蒸汽量不足，汽輪機沖轉沖不起來，造成開車不暢。

5 結束語

汽輪機經過水洗達到了預期效果，運行工況有了很大好轉。以后操作中應該加大各項操作指標的考核力度，與生產運行部協調改善蒸汽品質，盡量避免汽輪機出現結鹽。