浅析汽轮机转子结垢成因、影响及防治

姚绍华（河南能源化工集团中原大化公司甲醇空分厂，河南濮阳 457000）

浅析汽轮机转子结垢成因、影响及防治

姚绍华
（河南能源化工集团中原大化公司甲醇空分厂，河南濮阳 457000）

汽轮机转子结垢是汽轮机常见的问题，从汽轮机转子的成因、成分和影响等方面，对汽轮机转子结垢的问题进行了分析和讨论。

汽轮机；转子结垢；冷凝水质量；日常维护

在化工企业的日常生产中，尤其是在长周期高负荷的运行工况下，汽轮机转子结垢现象十分普遍，汽轮机转子结垢，既影响汽轮机的做功出力，缩短转子使用寿命，严重时甚至会危及到安全生产。

在这里，笔者根据所在单位压缩机组近几年来的生产工况和2016年6月份大修期间开缸检修情况，对汽轮机转子结垢的成因影响和防治进行简要的总结和分析。

1　事故简析

河南能源集团中原大化公司下属甲醇厂压缩单元实行全系统压缩机统一安置管理，总共包含压缩机6台，分别为空气压缩机（高压蒸汽）、二氧化碳压缩机（中压蒸汽）、氨压缩机（中压蒸汽）、合成气压缩机（中压蒸汽）、氮气压缩机（电动）、发电机（未投用）。2015—2016年实现长周期稳定运行161d，在2016年夏季温度升高后发现空气压缩机及二氧化碳压缩机所载负荷较2015年有明显下降。同时转子震值和温度有所上升。在2016年6月份开缸检修期间，发现空气压缩机转子结垢严重，累及蒸汽进气管线，结垢为白色晶体，均匀附着，质地较软。检测化验成分为氯化钠 67.93%、硫化钠 9.32%、酸不容物9.18%、氧化钙1.59%、三氧化二铁1.21%、氧化铝0.62%。定性为蒸汽带盐结垢；发现二氧化碳机组，氨压缩机，合成气压缩机的汽轮机转子有斑点状分布的结垢，外观为褐色颗粒，化验成分为氧化铁58.31%、钙镁离子27.37%、氧化铝1.76%

2　影响及危害

汽轮机转子结垢会影响机组热效率，降低机组承载负荷。增加叶片表面的粗糙度，加大流动阻力。而在蒸汽管道阀门处的结垢，会造成主蒸汽门或者调节气门的卡涩，造成重大的安全生产隐患。

3　结垢成因分析

空压机汽轮机（高压）（结构示意见图1）结垢成因主要是蒸汽带钠盐超标，高压蒸汽所携带的钠盐（硫酸钠，氯化钠，氢氧化钠等）在蒸汽中溶解度不大，随着蒸汽在汽轮机内逐级做功，蒸汽压力温度下降后，溶解度大大降低，钠盐就会从蒸汽中析出，沉积在汽轮机内壁和转子上，造成转子积垢。

造成进入汽轮机的高压蒸汽钠盐超标的主要原因有以下几方面：

1）锅炉长期超负荷运行，造成蒸汽品质下降，携带钠盐增加。

图1　空压机汽轮机示意图

2）锅炉气包蒸汽清洗装置不达标，造成汽水分离效果差，汽水品质下降。

3）锅炉运行不当，设备阀门内漏等原因造成杂质污染蒸汽系统。

4）压缩机长期高负荷运转，造成蒸汽带水增加，带盐量也随之增加。

5）压缩机负荷数次大范围波动，蒸汽温度压力变化，造成盐析增加。

6）机组运行操作不当，造成蒸汽波动，带盐量增加。

中压蒸汽机组结垢成因主要是汽水系统腐蚀，凝结水含氧量增加。腐蚀产物带热力系统，造成热力系统，汽轮机通流部分等设备的腐蚀和结垢。造成以上结垢的原因主要有以下几个方面：

1）汽轮机凝集器泄漏，凝水含盐量和含氧量都超标。造成转子结垢腐蚀。

2）凝结器铜管泄漏，导致循环水直接进入冷凝水，使凝结水含盐量增加。

3）中压蒸汽品质不达标。未能及时发现蒸汽品质变化和凝水品质变化。

4）停车检修后机组保养不到位，导致机组再启动后，大量腐蚀产物进入汽轮机。

4　防治办法和措施

1）锅炉方面结合大机组检修，应该测试安全运行的临界负荷，为以后运行提供依据。操作人员应加强负荷调整，减少蒸汽带盐保证蒸汽品质。

2）分析化检方面，应加强对蒸汽质量，凝水质量的监控分析，及时和运行部门沟通。

3）大压缩机组方面，应尽量减少机组负荷大范围波动。

4）机组停车检修期间，加强对锅炉、中高压、汽轮机本体等设备的保养，严格执行检修计划和操作规程，制定停车和检修期间的保养方案。

Cause for Scaling of Turbine Rotors，Impact and Prevention

Yao Shao-hua

Turbine rotor turbine fouling is a common problem and phenomenon，this article from other aspects of the turbine rotor genesis，composition and impact on the turbine rotor fouling problems were analyzed and discussed.

turbine；rotor fouling；condensate water quality；routine maintenance

TK263.61

B

1003-6490（2016）05-0236-01

2016-05-10

姚绍华（1988—），男，河南濮阳人，助理工程师，主要从事大型压缩机的操作管理和维护工作。