催化裂化装置汽轮机结盐的分析及处理方法

王宇静

摘 要：催化裂化装置是我国炼油工业获取经济效益的主要生产装置，在原料产品市场日益国际化的前提下，长周期运行成为炼化企业的研究重点。在催化裂化装置的非计划停工因素中，机组故障占有很大比重。结合哈尔滨石化公司催化裂化装置的具体情况，阐述了结盐对催化裂化汽轮机运行的影响，对结盐的原因进行了分析和讨论，并提出了第二联合车间汽轮机组结盐清洗的新方法、具体实施方案。

关键词：汽轮机；热溶法；结盐；

1.第二联合车间气压机组简介

气压机组是由沈阳鼓风机厂制造的2MCL456-16离心压缩机和杭州汽轮机厂制造的NG32/25/0背压式汽轮机组成。压缩机由两段六级组成，压缩机与气轮机间采用齿式联轴器连接。机组主要用来将分馏塔顶油气分离器V202来的富气（压力0.1MPa，温度40℃），经气压机一段压缩后（压力0.5MPa，温度105℃），进入中间冷却器冷却后进入中间分液罐进行分离。气相进入二段，继续升压后（压力1.27MPa，温度90℃），经二段出口送到稳定，液相中的凝缩油由泵P309/1.2送到稳定的V302或自压进入V202中。

2.汽轮机结盐成因

分析汽轮机的运行参数可知，致使汽轮机结垢的主要原因是：该机组靠装置自产3.5MPa中压蒸汽驱动，由于过热蒸汽携带较多的盐类和其它杂质，通过汽轮机时在通流部分及转子表面会形成一层氧化膜，吸附能力较强，盐类和杂质会停留下来形成盐垢[1]。盐垢的形成和不断增厚对汽轮机的运行影响极大：使汽轮机叶片通道变窄，蒸汽通道形态发生变化，动、静叶片表面光洁度变差，汽封密封效果下降，使汽轮机热效率和机械效率下降；使汽轮机轴向推力增大，甚至可能因垢层的不均匀或脱落影响转子的动平衡，导致振动。汽轮机缸体及叶片中的盐垢是影响汽轮机运行效率和动平衡的重要因素，因此缸体及叶片除垢是一项极其重要的工作。

传统的缸体及叶片除垢方法：一是在大修时吊出转子与隔板进行机械除垢；二是停机后进行化学清洗除垢。以上2种传统除垢方法都存在除垢时间长、工序繁琐、费用较高等缺陷。因此，我们来探讨一种全新的、简单实用的除垢方法——热溶清洗除垢法。这种方法不需要解体机组，除垢在机组停机后组织实施，可以快速高效的除垢。

3.热溶清洗除垢法的原理

盐垢的主要成分为钠盐（占90%左右，包括NaCl、Na3PO4等），利用钠盐良好的水溶性，在汽轮机停运时，向汽缸通流部分灌入热水，使结垢的钠盐在热水中浸泡松软、脱落并溶解于水中，同时对汽轮机进行手动盘车，不断搅动，对浸泡松软的盐垢进行轻微的摩擦振动，诱使其从汽轮机本体及叶片上剥离脱落，充分溶解于浸泡的热水中，再将高浓度的钠盐溶液从本体疏水排出，从而达到缸体及叶片除垢的目的。

4.热溶清洗除垢法的技术要点

4.1 热水的参数要求

由于物质的溶解度与溶剂、温度密切相关，因此，选择溶剂和合适的温度十分重要。背压式汽轮组热水来源：热水来自气压机凝缩油泵P309/1新鲜水冷却水来路与自制汽水混合装置进行加热，将给水加热至120℃左右，用临时胶带将加热过的新鲜水通过二段补气阀组放空相连，将热水注入汽轮机气缸内。

4.2 注水条件

（1）停机48～72 h后，机组温度降至80 ～120℃时，开始向汽轮机汽缸内注入热水。（2）控制进水与汽缸温差不超过50℃。

4.3 水位控制

（1）注水水位控制尽量高但不超过后轴封下洼窝最低点，通过轴封来判断注水情况若轴封漏水说明上水到位，关闭P309/1送水阀。（2）可以打开汽缸防爆门观察水位，也可以根据汽封处冒水情况严格控制水位，如有下降，立即补充到正常水位。

4.4 注水操作

（1）关闭抽汽门。（2）关闭汽机本体系统内所有疏水阀及排地沟阀（背压或抽背式汽轮机组清洗时留1路疏水）。（3）开启空气系统阀门，顺便对真空系统查漏。（4）关闭主汽管上三通疏水阀。（5）用凝泵再循环阀或疏水阀控制汽缸水位。

4.5 泡洗操作

（1）在注水前联系钳工手动盘车。（2）当水位达要求时停止进水。（3）水位上升时手动盘车。（4）定时取样分析水中钠离子浓度，以便确定是否换水及清洗效果，从而最终确定清洗结束时间。（5）清洗结束后恢复系统，汽轮机本体进行充分疏水，启动时低速暖机比中速暖机时间长1倍。

5.结果与结论

清洗后，机组能立刻在额定负荷下运行，复速级压力明显降低，改善了因复速级后压力升高而带不满负荷的局面。該清洗方法避免了开缸的麻烦，大大节约了检修的时间与费用，并且安全、有效，使机组恢复了带负荷能力，同时操作也很简单，不失为一种简便实用的汽轮机不开缸除垢方法。

6.与传统清洗方法的比较

采用传统的缸体及叶片除垢方法清除通流部分盐垢，必须待机组停用后，自然冷却72 h以上，再打开汽缸大盖，吊出转子，分别进行转子叶片和静叶喷嘴除垢。复装时要分别找正校对动静间隙、转子中心、轴瓦紧力等项目后才能封缸。这样前后约需15 d，既费时又费力。而且机组的拆装对设备零部件的损耗也增加了成本。而使用本方法，只需在停机48 h后向缸内灌入热水浸泡并投盘车即可，清洗2～3 h放尽余水即可冲转。还可利用停机48 h的空闲处理设备及辅机缺陷，确保设备启用后的正常运行。此法非常适合装置临时停车抢修对轮机的处理。

7.结语

新的清洗方法目的是为了快速优质的解决汽轮机结盐问题，避免了机组停车检修、装置非计划停工带来的效益损失，为装置长周期运行提供了有力保障。汽轮机结盐的主要原因是蒸汽品质不佳，因此防止汽轮机结盐要通过加强水、汽质量管理，提高二催化余热锅炉和外取热器锅炉的运行水平，保证蒸汽品质，从根本上解决汽轮机结盐问题，而不是采用事后清洗的方法。相对比于发电行业的汽轮机来讲，炼化行业的工艺汽轮机组监控手段有限，机组的运行状况受到生产的制约，本身的机械性能存在相当大的不确定性，更重要的是冲击造成的损伤有时是不可逆转的。如果条件允许热溶除盐法是极为可行的。

参考文献：

[1]侯传江，王国峰，陆军，等。催化裂化装置汽轮机结垢的原因分析及对策[J].炼油与化工，2013，24（1）：15-20.