汽轮机通流部分结垢原因分析及对策

甘肃刘化（集团）有限责任公司是以天然气为原料生产合成氨、尿素、甲醇的中型合成氨厂。公司所属动力厂目前有38 t/h次高压循环流化床锅炉4台，75 t/h次高压循环流化床锅炉1台；6 MW背压式汽轮机1台，12 MW抽凝式汽轮机4台。公司供水车间有1套一级离子交换脱盐水装置，供水能力200 m3/h。自2003年11月开始，动力厂6 MW汽轮机和1#12 MW汽轮机（2#12 MW汽轮机2005年投产）不同程度地出现带负荷能力降低、各监视段压力升高、轴向位移（正向）增大、各推力瓦块温度升高、汽耗上升的现象。通过这些现象判断，2台汽轮机通流部分存在结垢问题。2003年12月，对6 MW汽轮机和1#12 MW汽轮机进行了不揭缸化学清洗，清洗后开车，2台汽轮机各项参数恢复到正常指标范围内。

       汽轮机通流部分结垢通常是因蒸汽品质不合格，而蒸汽品质又与锅炉给水品质有直接的关系。我公司锅炉给水包含脱盐水、尿素蒸汽冷凝液、动力厂蒸汽冷凝液、汽机冷凝水等。脱盐水来自合成氨厂，经换热设备预热后送往动力厂。脱盐水、冷凝液、凝结水等经除氧后作为锅炉给水，经锅炉给水泵加压进入省煤器和减温器进行预热，之后送入锅炉汽包。锅炉产生的过热蒸汽一部分送合成氨厂供生产用，另一部分进入汽轮机，经6 MW背压式汽轮机排出的1.3 MPa低压蒸汽送往合成氨厂尿素系统换热器，其蒸汽冷凝液又并入脱盐水总管送往动力厂循环使用；经12 MW抽凝式汽轮机排出的凝结水直接送入除氧器，所以部分锅炉给水处于自循环的状态。另外，为了防止锅炉结垢，向锅炉汽包内加一定浓度的Na3PO4进行处理。因此，影响蒸汽品质的原因可能是：脱盐水、蒸汽冷凝液、凝结水、锅炉排污、Na3PO4加药等,具体是何原因引起的蒸汽品质超标，需对脱盐水、蒸汽冷凝液、凝结水、锅炉排污、Na3PO4加药等的运行情况和水质情况进行分析，找出原因。

      （1） 我公司脱盐水为一级脱盐水，控制电导率≤5 μs/cm，处理能力200 m3/h，采用阴阳离子交换装置串联运行，中间设脱碳器，阴阳离子交换树脂失效后，分别用NaOH和H2SO4进行再生。从运行情况看，脱盐水电导率、Na+、SiO2均在指标范围内，但过热蒸汽中Na+，SiO2均超标，尤其是Na+严重超标，而钠化合物又极易在汽轮机通流部分沉积；另外，实际运行过程中若脱盐水站阴阳床失效点控制不好，Na+和SiO2会瞬间穿透，将不合格脱盐水送入锅炉系统，造成腐蚀并结垢。

      （2）凝结水来自抽凝式汽轮机和尿素系统，2003年因汽轮机凝汽器列管泄漏造成锅炉和汽轮机严重结垢，经对汽轮机大修及加强对凝汽器的运行监控后，再未出现凝汽器列管泄漏造成锅炉给水超标现象。尿素系统凝结水在日常监测中电导率基本正常，未出现超标现象。凝结水硬度有轻微超指标，这也是引起结垢的一个原因，当然不排除凝汽器有渗漏现象。

（3）动力厂除氧后部分锅炉给水管段采用了碳钢管，若除氧不彻底，锅炉给水氧含量超标，会对设备和管道造成腐蚀，并将腐蚀物带入锅炉及蒸汽中，造成汽轮机通流部分结垢。另外，脱盐水运行中pH值偏低，说明脱碳不彻底，尤其脱盐水自合成氨车间脱盐水预热器预热后经远距离输送至动力厂，极易形成二氧化碳并腐蚀输送管道，并将腐蚀物带入锅炉，形成汽轮机通流部分结垢。

       通过原因分析表明，引起汽轮机通流部分结垢的主要原因是脱盐水中Na+、SiO2含量超标所致。为保证汽轮机通流部分不结垢或少结垢，应改善脱盐水水质。因我公司的锅炉是次高压，所以最好是对脱盐水系统进行改造，在一级脱盐水系统后增加混合床处理系统，使出水电导率≤0.2μs/cm，SiO2≤20 μg/L，保证锅炉给水和蒸汽品质，以减少锅炉与汽轮机通流部分的结垢；其次对整个锅炉给水系统运行的每一环节按规定进行质量检测，严格把关，对锅炉所加的药剂按标准检验，以保证锅炉及汽轮机机组的经济、安全运行。