浅谈汽轮机在线湿蒸汽除垢技术

张洪伟++姚刚++姬升红

摘 要：兖矿新疆煤化工有限公司CO2压缩机配套汽轮机为杭汽NK40/45/20凝汽式汽轮机，由3.8Mpa过热蒸汽驱动，自进入2016年5月份以来，轮室压力逐步上升，最高达到3.65Mpa，调节汽阀实际开度已逐渐调整到最大，机组仍持续出现掉转速及间歇性喘振现象，影响尿素系统稳定运行。公司对汽轮机运行的各项指标进行排查，除轮室压力比正常运行时增加0.5MPa外，包括振动、轴位移等各项指标都在正常范围，我们通过分析认为汽轮机运行频繁掉转速现象应由汽轮机叶片结垢引起。

关键词：汽轮机；湿蒸汽；除垢技术

中图分类号：TQ440.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0049-01

1 除垢方案论证

汽轮机转速受蒸汽波动影响较大，对蒸汽品质要求近乎苛刻，过热蒸汽要求锅炉水和主蒸汽中SiO2含量<20ug/L，Na+<10ug/L。锅炉过热蒸汽中的杂质一般有以下两种形态：一种为蒸汽溶液，主要为硅酸和各种钠化合物；另一种呈固态微粒状，主要是没有沉积下来的固态钠盐以及铁的氧化物。过热蒸汽进入汽轮机后，随着温度及流速的降低，杂质会沉积在其蒸汽通流部分，造成汽轮机积垢。大多数情况下，为积盐和硅垢，积盐主要是可溶于水的NaCl、Na2SO4、硅酸盐等，硅垢中有不同晶体结构的SiO2，而SiO2有很强的结垢能力，结垢层非常坚硬，不溶于水。

传统清洗方法，需待系统停车后，对汽机本体进行揭缸，吊出转子后对叶片进行化学浸泡或高压水冲洗清理，适合停车大检修处理。在线清洗是利用压缩机前期开车过程完成清理任务，达到汽轮机运行的基本要求。两种清理方案对比表1所示。

两种清洗方案比较分析，我们认为在未安排系统停车大修的情况下，无论从直接费用支出还是对产量的影响，易采用在线清理方式。

2 方案实施

（1）做好汽輪机冲转各项准备，控制室、调度台保持沟通。（2）确保3.8MPa蒸汽温度保持在280℃至350℃之间，先建轴封，抽真空合格后，打开蒸汽大阀、速关阀、调速阀，启动汽轮机。（3）冲转前化验凝结水的二氧化硅、硬度做好记录。汽轮机保持800rpm/min冲转半小时，注意观察汽轮机位移、振动、温度，并对凝结水进行化验记录。（4）汽轮机冲转800rpm/min结束后升速至1600rpm/min，注意观察机组胀差、振动、位移、推力瓦温度等，半小时凝结水取样化验一次，并与前样对比。（5）通过水样分析结果决定汽轮机是否继续清洗，当蒸汽凝液水质分析数值从上升到下降至最低值不变时，清洗结束。

3 操作注意事项

（1）冲洗过程中现场、控制室、调度台密切配合，关键环节应专人盯靠。（2）清洗前应进行冲转蒸汽温度测点校验，确认机组各保护装置良好，油泵试运转正常。（3）确保蒸汽温度及压力控制平稳，清洗过程中严密监视机组轴向位移及推力瓦的温度。（4）遇到下列现象时应立即停机：机组发生剧烈震动；机组出现水冲击现象；轴向位移发生明显变化；推力瓦温度明显上升等。

4 清洗实施效果

经过约六个小时的在线清洗，汽轮机基本上接近正常运行工况，消除了因结垢带来的运行隐患。清洗后二氧化碳气量由21000m3/h增至29500m3/h，调速阀开度由全开降至85.2%，机组运行稳定，各项参数正常。

5 结语

（1）在线冲洗是一种清理汽轮机通流部分结垢的快速有效的方法，通过精心准备、认真操作，可以获得立竿见影的效果。（2）避免汽轮机叶片结垢的根本关键在于源头治理，需在原水处理上下工夫，脱盐水处理效果直接决定蒸汽品种。（3）清洗效果证明湿蒸汽清洗汽轮机的方法是可行的，为设备的长周期稳定运行奠定了基础，对公司其余汽轮机组短停除垢具有一定的借鉴意义。