王泽国（六盘水市钟山区安全生产监督管理局，贵州六盘水553000；2贵州鑫晟煤化工有限公司，贵州六盘水553023）

饱和蒸汽在线清洗汽轮机结垢技术应用

王泽国（六盘水市钟山区安全生产监督管理局，贵州六盘水553000；2贵州鑫晟煤化工有限公司，贵州六盘水553023）

汽轮机叶轮结垢后，在正常操作情况下，汽轮机转速提不上，轴向推力增大，位移变大，轮室压力升高，汽轮机使用效率下降。本文结合汽轮机实际运行情况，利用饱和蒸汽对汽轮机在线清洗，达到清除结垢物的目的。

在线清洗;汽轮机;结垢

某公司甲醇设计年产30万吨，空分装置设计45000 Nm3O2/ h，设备采用常温分子筛吸附预净化、增压透平膨胀机及液体泵内压缩工艺。空分装置主要为煤气化装置提供纯氧、高压氮气、中压氮气；为全厂提供中压氮气，低压氮气、合格的仪表空气和工厂空气。2014年5月，在原有设备情况下，因生产用水由新鲜水改为城市中水，蒸汽品质得不到保证，空分汽轮机调速汽阀在全开状态下，轮室压力升高至3.5MPa，轴向位移0.18mm，进汽温度420℃，进汽流量125T/h，汽轮机转速达不到设定转速，分析认为汽轮机通流面有积盐、结垢现象，拆开速关阀检查，确定汽轮机积盐、结垢严重，但积盐、结构物不坚硬，是粘附的粉末状态，根据公司实际情况，决定用饱和蒸汽对汽轮机结垢、积盐进行清理。

1 汽轮机参数

1.1 汽轮机设计参数：

型号：NKS63/80/32进汽量：133.2T/H

进汽压力：4.1MPa排气压力：0.015MPa

进汽温度：430℃排气温度：46℃

轴功率：37409KW转速：4812r/min

1.2汽轮机蒸汽品质要求：

蒸汽压力：4.1MPa蒸汽温度：425℃-435℃

钠离子：≤15μg/kg电导率：4.2μs/l

总硬度：无铁离子：≤20μg/kg

二氧化硅：≤20μg/kg铜离子：≤5μg/kg

2 清洗步骤

2.1 清洗准备

（1）确定汽轮机蒸汽进口取样分析点和出汽轮机蒸汽冷凝液分析取样点。

（2）查找饱和蒸汽物性数据表，确定满足汽轮机相对安全运行状态下蒸汽控制参数。

(1)根据直流系统接地报警，关键是尽快查出接地性质与接地支路。正常运行时，正极对地电压为110V，负极对地电压为-110V。当发生单点非金属性接地时，相应正极或负极对地电压降减少，另一负极或正极对地电压升高，例如：当正极对地发生单点非金属性接地时，则U+﹤110V、U-﹥110V，据此，判断故障性质为正极单点接地。当发生单点金属性接地时，相应正极或负极对地电压为零，另一负极或正极对地电压为220V，例如：当正极对地发生单点金属性接地时，则U+=0V、U-=-220V，据此，判断故障性质为正极单点接地。

（3）对清洗指挥长对操作人员进行清洗技术进行培训，确保操作人员掌握操作要点、控制参数、紧急状况处理。

2.2 汽轮机启动升速

（1）按空分操作规程汽轮机部分正常操作步骤进行启动汽轮机，此时蒸汽参数与汽轮机正常运行参数一致。

（2）汽轮机转速设定调整至700r/min，低速暖机3h，逐渐将汽轮机转速上升到正常运行转速。

（3）降低蒸汽压力稳定在3.45MPa,蒸汽温度控制在430℃，此时，蒸汽是过热状态。

2.3 降低蒸汽温度进行汽轮机清洗

（1）联系蒸汽供应车间降低按3℃/min的速度降低蒸汽温度，随着蒸汽温度下降，过热蒸汽逐渐转为饱和蒸汽，汽轮机积盐、结构将逐渐脱落。因为蒸汽参数发生变化和结构脱落，汽轮机的轴位移和轴振动将会发生变化，此时，必须密切监视汽轮机轴位移、轴振动、轮室压力、排气温度以及其他参数。

（2）蒸汽温度开始下降时，中控每5min对汽轮机、空压机、增压机的监测点进行记录，现场人员随时盯守现场，发现异常，立即汇报。

（3）清洗过程中严格监测汽轮机轴位移及振动情况的变化，如有突然增大情况必须紧急停车。

（4）蒸汽降温的过程中，打开主蒸汽管路导淋，加强排除冷凝液，防止发生水击。

（5）蒸汽温度降至243℃，蒸汽压力稳定在3.45MPa（饱和蒸汽温度压力对应表），此时，稳定进行清洗。

（6）汽轮机清洗时间从蒸汽降温开始至结束控制12h左右。

3 汽轮机清理分析以及记录

清洗过程中效果判定主要通过轮室压力、进出汽轮机蒸汽冷凝液成分分析确定，通常情况下，随着清洗进行，轮室压力逐渐降低，蒸汽冷凝液电导率先上升后下降。每小时对进汽轮机蒸汽品质和汽轮机蒸汽凝结水的品质进行分析，主要分析电导率、钙离子、镁离子、二氧化硅、铁离子、钠离子、铜离子。分析结果如下。清洗前：进蒸汽压力3.8MPa，实际转速4420r/min，标转速4550r/min，轮式压力3.5MPa，调速汽阀开度100%；清洗后：进蒸汽压力3.8MPa，实际转速4645r/min，标转速4640r/min，轮式压力2.2-2.35MPa，调速汽阀开度83%。

4 饱和蒸汽在线清洗汽轮机风险

带负荷清洗汽轮机，关键是控制蒸汽从过热状态转变到饱和状态的操作，即用饱和蒸汽对汽轮机进行清洗过程的控制，温度稍微控制不当或操作变化过大，减温水过多，蒸汽带水，就会对汽轮机叶片产生水击，对汽轮机产生致命的损伤。

5 应急保障措施

（1）清洗必须在白天进行，设专人指挥，严格控制各项工艺参数，严格监视各项工艺参数，从中控工艺参数和现场运行状况共同判断汽轮机组是否安全运行。

（2）蒸汽降温速度严格按降温速率进行操作，不可大幅变化进行操作。

（3）汽轮机中控操作人员时时进行机组各参数监测，如参数突然增大必须中控紧急停车。

（4）空分汽轮机现场操作人员时时对机组进行监测，如有异常声音必须现场紧急停车。

（5）加强对4.0MPa清洗蒸汽导淋疏水，防止发生水击。

（6）饱和蒸汽清洗的过程中，由于蒸汽不能充分做功，导致棑汽温度逐渐升高，注意监控好温度，过高时根据清洗结果确定继续清洗或是终止清洗。

6 汽轮机清洗效果判定

汽轮机进汽蒸汽冷凝液品质和汽轮机出口凝结水的品质基本一致，可以判定终止清洗。

7 饱和蒸汽在线清洗汽轮机结果启示

本次使用饱和蒸汽对汽轮机清洗，效果明显，达到预期目的，虽未完全清除汽轮机机组结垢，但是缓解了轮室压力增高、汽轮机效率下降、空压机打气量不足而制约空分装置正常生产问题，同时节约了清洗时间，为公司争取了更多的生产时间。从分析结果判定，本次汽轮机结垢主要成分是钠盐和硅酸盐。要从根本上解决汽轮机结垢的问题，唯有从源头抓起，提高蒸汽品质，消除汽轮机结垢。