汽轮机热洗小结

赵海昭

(河南晋开化工投资控股集团有限责任公司 二分公司 ， 河南 开封 475002)

河南晋开化工投资控股集团有限责任公司二分公司的百万吨总氨项目包括两期60万t/a合成氨及配套工程，共采用了18台汽轮机，包括2台发电机、3台空压机、2台氮压机、2台甲醇洗冰机、2台合成冰机、4台合成气压缩机、3台四合一机组。

公司自2013年全面开车以来，虽然对脱盐水、锅炉水以及透平冷凝液的指标(Na+≤10μg/L、SiO2≤20μg/L、电导≤5μS/cm)严格控制，但是经过多年的运行，自2017年7月份开始，全厂的汽轮机逐个出现工作效率下降，初步判断汽轮机内钠盐结垢和硅结垢等造成。由于汽轮机的蒸汽使用效率下降后导致过量的蒸汽进入下一级叶轮，造成汽轮机的轮室压力上升，另外大量的钠盐和硅盐在调节气阀内长时间堆积导致调节阀的流道变小，为了维持负荷的运行，调节气阀的阀位不断开大，直至全开，对机组的安全运行造成隐患，又因为调节气阀全开蒸汽过量仍不足导致汽轮机的转速下降不能维持正常的工况运行，严重影响整个系统的平稳，于是在全厂系统检修期间开始第一次大面积对各车间的汽轮机进行热洗。

1 汽轮机清洗的方法及优缺点对比

方法一：汽轮机返厂清洗。方法二：直接使用饱和低压蒸汽(0.5MPa)进行热洗。方法三：使用中压蒸汽(1.5MPa)气化成低压蒸汽进行热洗。在主蒸汽的暖管截止阀引入中压蒸汽(1.5MPa)，同时去掉主蒸汽压力表的表头引入脱盐水，通过蒸汽温度表显示的温度控制脱盐水量，保证中压蒸汽气化成饱和蒸汽，同时控制主蒸汽手动截止阀开度将其节流成低压的饱和蒸汽进行热洗。方法四：将中压蒸汽通入表面冷凝器(表面冷注脱盐水至正常液位)里气化成低压饱和蒸汽，走蒸汽的反向流程，在汽轮机速关阀前的暖管截止阀排出。方法五：往汽轮机内注脱盐水，将汽轮机和表面冷凝器看作一个整体，做临时液位计直至将脱盐水液位提升到汽轮机转子下切线，并在表面冷凝器上部加中压蒸汽，气化的低压饱和蒸汽在速关阀前的暖管截止阀排出。

方法一是清洁效果最好、最理想的办法，仅从清洗角度上看，可以完全清除转子、隔板、静叶栅上的所有垢物，这是热洗方案不及的地方，但是返厂清洗需要拆装汽轮机，工作量大，维修费用高，时间长，一般情况下企业的检修时间安排比较紧促，返厂清洗时间不好把握，可能会影响整个系统的开车时间。

方法二、三、四、五的优点是不用对汽轮机本体进行拆装，保证汽轮机的静态平衡，可以根据分析随时调整热洗的条件，时间短，维修费用低，可以根据开车计划随时停洗，缺点也比较明显，首先不能保证热洗后能清除转子、隔板、静叶栅上全部垢物，其次蒸汽压力和温度均不好控制，压力高可能会串到轴承箱引起润滑油进水，破坏油质；温度高可能会引起转子受热不均，产生应力使转子局部变形。

2 确定热洗方案

根据车间界区的现有条件，公司制定了空压机、氮压机使用方法二，1#甲醇洗冰机及B套四合一机组使用方法三，2#甲醇洗冰机使用方法四，6#合成气压缩机使用方法五。从热洗的方法中可以看出，方法二和方法三主要区别在于合成和氨加工界区没有现成的低压饱和蒸汽，因此只能用冰机1.5MPa的轴封蒸汽以及四合一机组3.8MPa主蒸汽现做饱和蒸汽。方法四和方法五主要的区别在于合成气压缩机增加了水煮叶轮这一环节，希望能带来更好的热洗效果。

2.1 清洗目的

通过往汽轮机内部注水，在手动间断盘车的情况下，逐步溶解掉汽轮机叶片及通流部分可溶性盐垢，使二氧化硅等不溶性物质瓦解进入水中。

2.2 实施方案前的准备

①机组安全停车，汽轮机内部温度降至50 ℃以下。②主蒸汽阀、前切断阀以及旁路关闭，暖管放空打开。③制作临时液位计，拆开汽轮机冷凝液泵出口压力表，接一个透明软管至二楼的汽轮机大盖旁将其固定，软管的高度要高于汽轮机整体高度，目的在于监控汽轮机内部液位。④确认盘车油泵停运。⑤从1.5MPa的管网倒淋接临时管线引至表面冷凝器，并吹扫干净。

2.3 清洗方案的实施

①投用后置隔离气，启动主油泵，手动盘车。②通过表面冷凝器脱盐水补水阀将脱盐水注入表面冷凝器，观察临时液位计，将液位加至汽轮机主轴下切线位置(通过设计施工图纸来判断)，液位由补水阀控制。③将1.5MPa蒸汽引入表面冷凝器，给表面冷凝器内的脱盐水加热，根据汽轮机的排气侧远程温度表控制温度在80～100 ℃。④打开速关阀、调节气阀。⑤从冷凝液泵压力表取样分析冷凝液的电导、钠离子、二氧化硅，观察数值的变化。将表面冷凝器的冷凝液间断性排放至界区污水槽，直至数值接近脱盐水指标，可认为清洗完成。⑥在清洗完成后适当地打开汽轮机的截止阀通入少量的高压蒸汽，对前几级叶轮、喷嘴及调节气阀冲洗，以达到更好的效果。⑦为了避免汽轮机内存在大量的湿气，在热洗完成后尽快开车或者用低压氮气吹除干燥，保证汽轮机内部微正压，防止生锈。

2.4 热洗期间的分析对照表

热洗数据分析对比见表1。

从表1可以看出，每天的钠离子、二氧化硅和冷凝液的微量和颜色都在逐步下降和好转，之所以没有持续下降是因为表面冷凝器排水量置换时间长短不一的原因，这就说明汽轮机热洗已经起到效果。

表1 热洗数据分析对比表

注：表中实验数为2017年8月30日至2017年9月2日数据。

2.5 热洗方案的不足及防止机组结垢的保护

汽轮机结垢的主要成分包括可溶性钠盐、含有硅物质且能溶于水的化合物以及不易溶于水的二氧化硅，另外还有少量的其它微量物质。为了达到更好的清洗效果应该脱开汽轮机和压缩机，按正常程序冲转，使汽轮机转速维持在一定的区间(100～300r/min)持续转动，根据垢物溶于水的特性，让叶片不断地与热水接触冲击，可以消除掉大部分易溶于水的钠盐和硅盐，从而达到清洗的目的。另外，因为开车计划的安排，热洗时间不足(仅仅热洗3天)，并没有达到最理想的效果。

为了防止机组结垢对生产造成影响，平时对机组的保护至关重要。①保证锅炉水的品质，严格控制炉水加药(磷酸二氢钠和磷酸三钠)的量，保证锅炉水钠离子不超标。②脱盐水工段保证供水品质，严格控制使水达到厂里规定的控制指标，保证钠离子和二氧化硅不超标。③停车后对机组内充少量氮气，防止湿空气进入，以防止铁锈的生成。

3 总结

通过热洗使机组的工作效率得到了大幅度提升，轮室压力由之前的3.4MPa已经降到目前的3.0MPa，调节气阀开度由之前的95%左右降到目前的86%左右，转速由8 900r/min提升到9 200r/min，已经完全满足了系统的要求。由于是第一次进行汽轮机热洗会有许多考虑不周，而且因为开车计划的安排，热洗时间不足，钠离子和二氧化硅并没有降到理想数据，但是通过此次热洗可以断定，在以后的运行中如果出现结垢情况，完全可以采取热洗方法在短时间内解决问题。