优化蒸汽钠离子含量，降低汽轮机结垢

江 利,徐 强,李民举

(江苏新海石化有限公司，江苏 连云港 222113)

江苏新海石化有限公司现有三台汽轮机，分别为80万t/a加氢改制(裂化)装置型号为BH25/01、100万t/a延迟焦化车间装置型号为BH25/01、120万t/a重油制烯烃装置BH32/01的汽轮机，公司汽轮机所用蒸汽主要为重油制烯烃和加氢改制装置汽包发汽，不足部分来自外购。自2017年底，三套装置汽轮机相继出现结垢现象。

针对公司汽轮机运行时间短、出现结垢情况，公司从结垢样品、加药情况进行分析，主要原因为蒸汽中钠离子含量超标，通过采取优化措施，后期检修时发现实施效果良好。

1 汽轮机结垢情况

1.1 汽轮机运行周期

运行情况：加氢改制(裂化)装置2016年12月至2017年12月汽轮机运行一年出现汽轮机转子上结盐，被迫停工检修，拆开检查叶轮结白色硬垢；2018年3月延迟焦化装置大检修拆开发现一级叶轮结垢，二级三级叶轮均有结垢现象。重油制烯烃装置汽轮机运行十个月出现调节阀开大转速提高不明显现象，拆开检查叶轮结白色硬垢；焦化车间汽轮机运行半年，转速有达不到额定转速情况，拆开检查叶轮结白色硬垢。

1.2 汽轮机垢样分析

通过加氢改制(裂化)和重油制烯烃装置汽轮机垢样送检分析发现主要是钠盐：NaCl、Na2CO3、NaNO3等钠盐，说明汽包水样Na+、Cl-较高。

1.3 各装置汽包加药情况

混合油加氢装置汽包配药方式：1kg磷酸酸钠和0.5kg氢氧化钠加除盐水溶解混合，配成1m3溶液。

硫磺车间配药方式：1.5kg磷酸三钠和0.5kg氢氧化钠加除盐水溶解混合，现场液位计100cm处，配成1m3溶液。

加氢改制(裂化)装置配药方式：2017年加1桶锅炉水处理剂，加水至现场液位计120cm处。

重油制烯烃装置配药方式：0.4kg的磷酸三钠，加除盐水溶解混合1m3的加药罐配满。

表2 新海与东明石化(总公司)加药量情况对比

1.4 汽轮机结垢原因分析

汽轮机结垢原因[1]主要是过热蒸汽品质不良，蒸汽中钠离子含量超标。钠离子含量高进而导致钠盐如NaCl、Na2CO3在蒸气中的含量增加，钠盐随蒸汽进入汽轮机蒸汽室，通过喷嘴导入各调节级，当蒸汽在通流部分膨胀做功时，参数降低及汽流方向和流速不断改变，蒸汽携带盐分的能力逐渐减弱，在减压部位或流道变更部位被分离出来，沉积在喷嘴、动叶片和进汽阀等通流部件表面上，形成盐垢，造成汽轮机效率降低，为了保持汽轮机转速，就要开大调节气阀，当气阀开至最大仍达不到合适的转速时，就会出现转速下降现象，进而影响到装置的安全生产。

2 蒸汽钠含量高的原因

2.1 锅炉内汽水分离装置的影响

过热蒸汽的钠离子超标, 说明汽包内水汽分离装置故障。经拆检发现重油制烯烃装置外取热器汽水分离设备旋分多处脱落。导致旋液分离器[2]脱落的原因主要有：(1)生产波动。操作不稳定使汽水分离装置负荷忽大忽小，易导致旋分脱落。(2)超负荷生产。生产负荷过大使产汽量超标，易造成旋分损坏。(3)水质控制不好。汽包水质钠离子超标进而会使蒸汽中钠含量超标。因此锅炉内汽水分离装置分离器损坏，造成蒸汽钠含量高的主要原因。

2.2 除盐水钠含量高的影响

公司凝结水经过除铁除油后回到除盐水系统循环使用，导致除盐水中钠离子逐步浓缩，使钠离子含量升高。因此凝结水未经除盐循环利用是蒸汽钠含量高的主要因素。

2.3 汽包加药的影响

为了控制汽包水水质，加入NaOH和Na3PO4，造成汽包水钠离子含量超标，进而使蒸汽中钠离子超标。因此汽包加药不合理是蒸汽钠含量高的主要因素。

2.4 生产操作的影响

生产操作控制不稳，汽包发汽量负荷忽大忽小，易使蒸汽带水，进而影响蒸汽品质。因此汽包升降负荷变化大是蒸汽钠含量高的次要因素。

2.5 汽包水位控制不稳

汽包水位控制过高会使汽包上部空间减小 , 造成汽水分离不好, 易使蒸汽带水，使蒸汽中钠离子含量升高。因此汽包液位控制过高是蒸汽钠含量高的次要因素。

3 钠离子含量高的优化措施及效果

3.1 针对钠离子含量高[3]所采取的优化措施

(1)生产控制平稳，减少波动，利用停工检修时间修复脱落旋分器，使汽水分离装置在正常生产中达到预期效果。

(3)各装置按规定执行汽包定排连排[4]，减少汽包水盐含量；各车间建立排污率台账，并进行监控。

(4)技术处加强对各装置蒸汽质量监督，考核。

(5)推进动力车间凝结水精除盐技改项目实施。

(6)各装置控制汽包发汽量升降速率，减少蒸汽带盐量。

(7)各装置汽包水位维持在50%左右稳定的范围内。

(8)每周二次对各装置凝结水、外来蒸汽、凝结水与循环水换热器水质钠含量进行分析，列入质检计划。

(9)各装置检修期间增加凝结水回动力车间的预留口，既能装置之间热联合流程又能送至凝结水精脱盐装置；核实装置凝结水采样点是否合适，确保采取样品的准确性。

3.2 优化后的效果

3.2.1 钠离子含量情况

优化前后过热蒸汽钠离子含量(优化前加氢改制装置同其它装置相比钠离子含量最高，以加氢改制装置钠离子含量)对比：

实施前：

图1 优化前钠离子情况

实施后：

图2 优化后钠离子情况

以上数据分析可知优化实施后，钠离子含量降低效果明显，达到了实施目的。

3.2.2 汽轮机结垢情况

2018年3月(优化前)与2019年2月(优化后)延迟焦化装置检修，拆检后的汽轮机结垢情况对比：

图3 2018年3月延迟焦化装置汽轮机拆检情况

图4 2019年2月延迟焦化装置汽轮机拆检情况

经拆检前后现场图片对比可知，实施前各装置汽轮机结构严重；实施后，焦化汽轮机拆检发现无明显结垢现象(重油制烯烃、加氢改制装置已运行一年，暂未检修，目前运行状态良好)，说明系统水质优化后，达到了降低汽轮机结垢的目的。

4 结束语

保证各装置水汽品质是汽轮机能够长周期运行的关键，公司进行优化操作后，汽轮机结垢现象明显好转。建议后期加强对水质的检测和控制，保证装置操作平稳，减少生产波动，避免超负荷运转，为装置长周期运行提供有力保障。