(兖矿鲁南化肥厂,山东 滕州277527)
[中图分类号] TK 269 [文献标识码] B [文章编号] 1004-9932(2011)06-0057-02
兖矿鲁南化肥厂目前有3套尿素装置、1套甲醇装置及1套醋酐装置,另外还有1套聚甲醛装置正在建设。其中第3套尿素装置为240 kt/a合成氨、400 kt/a尿素的原料及动力结构调整装置(简称双结构),于2006年5月开始建设,2008年6月全部投产。该项目采用先进的多喷嘴气化炉为气头, NHD脱硫脱碳,新增了33 000 m3/h空分装置及2台130 t/h锅炉,总投资15亿元。双结构系统空分装置的空气压缩机(简称空压机,下同)、氨合成系统的氨压缩机(简称氨压机,下同)及合成气压缩机均采用蒸汽透平驱动,透平蒸汽压力为3.8 MPa。
本文针对双结构系统中空压机、氨压机、合成气压缩机驱动透平与使用同等级蒸汽的热电发电机驱动透平(兖矿鲁南化肥厂热电分厂的1台发电机驱动透平)叶轮结垢程度不同进行对比分析,并结合结垢原因制定相应对策。
1 结垢原因分析
1.1 汽轮机转速的影响
双结构系统中的汽轮机与发电用的汽轮机相比转速高[合成气压缩机组、氨压机机组转速为8 800~9 200 r/min,空压机机组转速为5 547 r/min,而发电机组汽轮机(简称发电汽机)转速为3 000 r/min],蒸汽在叶轮中流动的速度快,动能高,静压能低。因为SiO2在过热蒸汽中的溶解度随压力的降低而减小,因此双结构系统汽轮机更易导致SiO2在蒸汽中析出。
1.2 汽轮机负荷的影响
发电汽机运行时进汽量相对较小,携带的SiO2量少,结晶析出的SiO2量也相对较少。实际因发电汽机负荷一直很低,未发现有明显的影响负荷的结垢现象。而双结构汽轮机均为满负荷运行,结垢趋向较大。
1.3 汽轮机结构的影响
根据历次检修记录,发电汽机也存在少量的结垢,但因低负荷的缘故表现不是很明显,而双结构汽轮机叶轮结垢则较严重。
双结构汽轮机由西门子公司和杭州汽轮机厂制造,其技术核心是日本的三菱技术和德国的西门子技术,2家公司设计的汽轮机的效率均比国内其他厂生产的汽轮机高,动叶多且间隙小,加之这3台汽轮机均在较高负荷下运行,内部的蒸汽流速非常高、蒸汽静压相对低。根据SiO2在过热蒸汽中的溶解度可知,这样的工况下更容易使SiO2析出。而发电汽机为国产机组,叶片少、间隙大,因此蒸汽流速低,静压高,SiO2不易析出。
1.4 锅炉过热蒸汽减温方式的影响