汽轮机转子在线清洗方法

郑天一，罗楠，谢忠旭

（1.大庆炼化公司聚合物一厂机动设备科，黑龙江 大庆 163411；2.浙江恒逸工程管理有限公司文莱二期技术组，浙江 杭州 311200；3.辽宁省大连市长兴岛恒力（大连）炼化有限公司设备部，辽宁 大连 116300）

1 背景技术

压缩机组是炼油厂临氢装置的核心，用于反应器氢气循环、外送，由于压缩机价格昂贵，通常是单机配置。汽轮机一般采用中压蒸汽驱动，蒸汽来自电厂，电厂为保证锅炉炉水合格，需加入磷酸三钠，通过定期和连续排污方式确保蒸汽合格。但即使蒸汽符合国标，蒸汽中仍不可避免地带有微量钠离子和二氧化硅；石化装置一般长周期运行，汽轮机组在连续运行中，蒸汽中的钠、钙、镁离子和二氧化硅在转子叶片和喷咀表面慢慢积累结垢，最终导致机组运行状态变差。机组运行状态变差的主要表现是：一是转速上不去，蒸汽耗量增大，效率下降；二是汽轮机轮室压力升高，循环氢量下降，对反应及加热炉造成严重的不良影响，制约了装置的高负荷生产，给加热炉的安全带来重大隐患。

所以，汽轮机在运行一段时间后，装置将被迫停工。因汽轮机转子结垢检修需整体拆缸，清洗后做动平衡，因此，检修作业时间需7～10天，给生产造成了重大损失。

2 汽轮机转子在线清洗方法

为了减少停工时间，汽轮机主蒸汽入口管路上配置减温器，减温介质采用除氧水，并用控制阀控制进入主蒸汽线的除氧水流量，以确保中压蒸汽达到湿饱和温度。用湿蒸汽在线清洗方式在机组不停机状态下洗去转子和喷咀上的结垢物，达到快速清洗的目的。

2.1 设备清洗状况

汽轮机用蒸汽为过热蒸汽，挟带的盐类在汽轮机的喷咀和转子叶片中积累，使汽轮机在达不到额定出力，汽轮机蒸汽耗量增大，已严重影响汽轮机的正常运行。经分析沉积物组成，绝大部分为可溶性盐。根据目前汽轮机的运行方式、清洗条件，制定从锅炉除氧水中引出管线到汽轮机蒸汽入口，清洗是在机组不停车的状态下，通过降低汽轮机转速、增加蒸汽入口湿度来溶解冲刷洗去汽轮机中的可溶性盐类。

2.2 新增除氧水系统的设计

（1）除氧水系统的流程设计。我们选择在蒸汽主管道的流量计前增加一路中压除氧水（5.8MPaG）作为减温的水源，蒸汽温度采用总管上的温度和减温水流量串级控制。

（2）除氧水流量的确定。在线清洗转速1000 ～1500rpm，查运行记录确定1500rpm 下蒸汽用量约18.6t/h，我们这里圆整取21t/h。

（3）除氧水流量调节阀的选择。我们选择等百分比调节阀，该调节阀的特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以，它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。调节阀参数详见表1。

2.2.4 减温器的选择

汽轮机主蒸汽管道公称直径200mm，按DN200 来选择减温器，按照HG/T 20570.6《管径选择》锅炉给水控制流速1.2 ～3.5mm/s，故给水管径选择DN40。

3 投用方法

（1）机组低速运行，转速控制在1000 ～1500rpm。

（2）使用温度计测透平壳体温度，保证壳体温度与蒸汽温度相同。即机组入口蒸汽压力为3.6MPa，对应饱和蒸汽温度为246℃，则壳体温度应与其相同。

表1 调节阀参数

（3）除氧水管线进行冲洗、试压、排气。直排透平凝结水，关凝结水入管网阀门，用控制阀来控制汽轮机热井液位在40%～50%。

（4）引除氧水，缓慢开阀，调整阀开度控制除氧水注入量，使3.6MPa 蒸汽温度下降速度为5℃/分，当温度降至现场压力表所示压力下的蒸汽饱和温度（见表1）时，停止降温。

（5）在注水降温过程中，要联系通畅，随时调整除氧水注水阀开度，确保机组在饱和蒸汽温度下运行。注水时，如蒸汽温度低于饱和温度，蒸汽中带明水冲击汽轮机转子，易使汽轮机振动增大，严重时，使汽机轴瓦损坏甚至转子受损。

（6）在清洗过程中，监视排汽温度，真空度及蒸汽温度，如排汽温度高于70℃，可提高汽轮机转速，但不能超过2500rpm。

（7）在清洗过程中，密切观察各部参数，及时联系，检查发现透平有无异常声音，紧急情况下应马上停车。要密切监视机组系统的轴振、轴位移，避免造成设备损坏。

（8）凝水分析每10 分钟一次，进行采样分析，分析凝水的SiO2、Na+、Fe3+含量，确认凝水合格后，关阀停止注水，然后，暖机运行。

（9）当蒸汽入口温度变380℃以上时，升速运行。

（10）转速慢慢升速到可调转速，检查工艺流程和进料工况，需动作准确，无异常可进行切换工作，此时，应统一协调，平稳切换，防止机组喘振。如转速上不去，应重新清洗。

4 结语

本文主要阐述在汽轮机主蒸汽入口管路上配置临时除氧水线，并用控制阀来控制进入主蒸汽线的除氧水流量，以确保中压蒸汽达到湿饱和温度，用湿蒸汽在线清洗方式在机组不停机状态下洗去转子和喷咀上的结垢物，达到快速清洗的目的。可有效地避免装置非计划停工，是一种具有推广价值的技术。