汽輪機(jī)沉積物清除技術(shù)的探討

汽輪機(jī)沉積物清除技術(shù)的探討

鍋爐中的過流蒸汽一般有兩種類型：一種是蒸汽溶液，主要是硅酸和各種鈉化合物；另一種是固體顆粒，主要是未積累的固體鈉和鐵氧化物。此外,中、低壓鍋爐的過熱蒸汽中還有微小的氫氧化鈉濃縮液滴。實(shí)際上過熱蒸汽的雜質(zhì)大都呈第一種形態(tài)。過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后,雜質(zhì)會沉積在其蒸汽通流部分,稱為汽輪機(jī)積鹽,沉積的物質(zhì)稱為鹽類沉積物。汽輪機(jī)內(nèi)形成沉積物的過程是帶有各種雜質(zhì)的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后,由于壓力和溫度降低,鈉化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度隨壓力降低而減小,當(dāng)其中某種物質(zhì)的溶解度下降到低于在蒸汽中的含量時(shí),物質(zhì)就會以固態(tài)析出,并沉積在蒸汽通流部分。此外,蒸汽中微小的氫氧化鈉濃縮液滴以及一些固態(tài)微粒,也可能粘附在汽輪機(jī)的蒸汽通流部分,形成沉積物。中國石油大連石化公司“十五”期間新建并投產(chǎn)的350萬t/a重油催化裂化裝置(四催化),是目前國內(nèi)同類最大的煉油加工裝置。四催化裝置于2002年11月建成并投產(chǎn),其氣壓機(jī)組由2MCL706兩段壓縮機(jī)和NK32/45凝汽式汽輪機(jī)組成。機(jī)組在壓縮氣體的同時(shí),擔(dān)負(fù)控制反應(yīng)壓力的任務(wù)。正常時(shí),通過反應(yīng)壓力調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速,達(dá)到控制反應(yīng)壓力的目的。汽輪機(jī)的入口蒸汽來自裝置內(nèi)中壓蒸汽管網(wǎng)的3.5MPa過熱蒸汽(絕大部分為產(chǎn)自外取熱器經(jīng)過余熱鍋爐過熱后的過熱蒸汽,一小部分為內(nèi)取熱器的過熱蒸汽)。大連石化分公司四催化裝置由于發(fā)生過凝汽器嚴(yán)重泄漏及裝置長期超負(fù)荷運(yùn)行,蒸汽品質(zhì)常常不合格,從而造成汽輪機(jī)大量積鹽。四催化裝置每天的純利潤300多萬元,如果采用停機(jī)清洗,經(jīng)濟(jì)損失非常大,經(jīng)過研究采用不停機(jī)在線清洗。2004年6月,對汽輪機(jī)積鹽不停機(jī)清洗。采用給水泵出口水引入到汽輪機(jī)入口蒸汽管,清洗過程中蒸汽參數(shù)不好控制,有一定危險(xiǎn)性。2005年1月,又對汽輪機(jī)積鹽在不停機(jī)情況下進(jìn)行了清洗。采用由汽包出口飽和蒸汽引入到汽輪機(jī)入口蒸汽管,清洗過程中蒸汽參數(shù)易控制,并且效果非常明顯,大量沉積物被清洗掉,汽輪機(jī)重新投入運(yùn)行后達(dá)到了設(shè)計(jì)出力要求,從而保證了四催化裝置的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。1有關(guān)熱力設(shè)備清潔的參數(shù)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。2也可以正常運(yùn)行大連石化分公司四催化裝置由于運(yùn)行時(shí)蒸汽品質(zhì)合格率很低,蒸汽中大量雜質(zhì)進(jìn)入汽輪機(jī)中,在汽輪機(jī)中形成沉積物。大量積鹽后汽輪機(jī)很難達(dá)到額定出力要求,已嚴(yán)重威脅機(jī)組的正常運(yùn)行,并且汽輪機(jī)運(yùn)行很不經(jīng)濟(jì)。汽輪機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速在5300～5400r/min,氣壓機(jī)入口流量只能達(dá)到62000Nm3/h,此時(shí)汽輪機(jī)入口調(diào)節(jié)門開度約95%,已經(jīng)不能滿足設(shè)備運(yùn)行要求。汽輪機(jī)沉積物成分分析結(jié)果見表2。從沉積物成分看,沉積物大部分為易溶鹽。本次清洗未能采集到沉積物樣。由于四催化裝置汽輪機(jī)所用的過熱蒸汽與熱電廠1號汽輪機(jī)所用過熱蒸汽為同一汽源,所以本次清洗時(shí)沉積物是采用2004年熱電廠沉積物的成分分析結(jié)果。根據(jù)沉積物成分、目前設(shè)備運(yùn)行方式及清洗條件,制定本次清洗采用從油漿發(fā)汽汽包安全閥引出飽和蒸汽至汽輪機(jī)蒸汽入口。本次汽輪機(jī)清洗是在汽輪機(jī)不停止運(yùn)行狀況下,通過降低汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、增加蒸汽濕度來清除汽輪機(jī)中沉積物。3積鹽清洗維護(hù)過程2005年1月19日8:00開始對臨時(shí)接入的飽和蒸汽管線及機(jī)組的3.5MPa組立排空線進(jìn)行暖管、吹掃、試壓。同時(shí)對接入的臨時(shí)飽和蒸汽、汽輪機(jī)凝結(jié)水進(jìn)行取樣分析。從分析結(jié)果看,凝汽器銅管發(fā)生泄漏。10:00開始將臨時(shí)接入飽和蒸汽并入汽輪機(jī)入口蒸汽中,同時(shí)汽輪機(jī)降低轉(zhuǎn)速。此期間對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、入口溫度、入口壓力、調(diào)節(jié)門開度、蒸汽流量、軸位移、止推副瓦溫、止推主瓦溫、前徑向瓦溫、后徑向瓦溫、前部振動、后部振動、平衡管差壓等進(jìn)行記錄,發(fā)現(xiàn)變動大時(shí)及時(shí)調(diào)整。汽輪機(jī)降速清洗過程中蒸汽溫度控制在溫降不超過5℃/min,機(jī)組轉(zhuǎn)速波動控制在200r/min內(nèi)。16:45根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及分析試驗(yàn)結(jié)果決定將汽輪機(jī)積鹽清洗所接入的臨時(shí)飽和蒸汽切出,過熱蒸汽切入,機(jī)組逐漸升溫、升速。17:00清洗結(jié)束,停止放火炬。整個(gè)清洗過程共用了7h。四催化裝置汽輪機(jī)積鹽清洗水、汽分析記錄見表3。四催化裝置汽輪機(jī)積鹽清洗汽輪機(jī)參數(shù)變化記錄見表4。4清洗效果及鹽析從清洗后凝結(jié)水排水分析記錄看,Na+最高時(shí)達(dá)61900μg/L,SiO2最高時(shí)達(dá)7050μg/L,而清洗用的飽和蒸汽Na+最高僅為11.5μg/L,SiO2最高時(shí)僅為19.1μg/L。清洗后Na+最高時(shí)為清洗用飽和蒸汽Na+的5382倍,SiO2最高時(shí)為清洗用飽和蒸汽SiO2的369倍。大量的積鹽被清洗掉,達(dá)到了清洗要求。表5為2004年6月與本次清洗效果對照表。由表5可以看出,本次清洗后汽輪機(jī)調(diào)節(jié)門開度為74%、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為6000r/min時(shí),氣壓機(jī)入口流量可以達(dá)到79000Nm3/h,清洗后效果非常好。5滿足機(jī)組運(yùn)行要求,確保機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定汽輪機(jī)積鹽清洗后達(dá)到了方案要求。汽輪機(jī)積鹽清洗后