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抽凝式汽轮机结垢在线清洗小结

[日期:2020-03-10] 来源:《中氮肥》2020年第1期  作者: [字体: ]

黄明杰

(山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司,山西 稷山043200

 

       [摘  要] 山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司空分装置采用高压汽轮机同时拖动空压机与增压机。201811月以来,空分汽轮机工况出现异常——中抽蒸汽压力逐渐升高、主蒸汽消耗增加、汽轮机轮室压力逐渐增大、汽轮机转速不稳定,分析认为上述异常工况源于锅炉给水(生产系统蒸汽冷凝液)中SiO2含量、Na+含量超标而致汽轮机转子结垢。因常规的机械清洗与化学清洗均需系统停车才能进行,耗时较长且会造成较大的经济损失,经可行性分析及借鉴业内做法,于2018125日决定对空分汽轮机进行在线清洗。详细介绍空分汽轮机在线清洗的原理、操作步骤、清洗过程控制及注意事项。在线清洗完成后,汽轮机中抽蒸汽压力、主蒸汽消耗、汽轮机轮室压力恢复正常,在线清洗取得了明显的效果,同时各岗位人员积累了宝贵的操作经验。

[关键词]  空分装置;抽凝式汽轮机;结垢;原因分析;在线清洗;清洗效果

[中图分类号]  TK269+.2[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932202001-0050-03

 

1  空分汽轮机简况

山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司(简称泉稷公司)一期项目——“稷山焦炉煤气综合利用生产尿素联产LNG项目”配套空分装置采用河南开空集团整体设计制造的KDON-30000/48500型空分装置,其空压机组由汽轮机、增压机、空压机和变速箱组成,采用“一拖二”(即汽轮机同时拖动空压机与增压机)的运行模式。据项目要求,汽轮机采用抽凝式高压汽轮机,由杭州汽轮机厂设计制造,型号为EHNKS50/63/25/28。汽轮机设备性能参数:主蒸汽压力8.93 MPa,温度520 ℃,流量 126 t/h;排汽压力0.011 MPaA);抽汽压力2.6 MPa,抽汽流量50 t/h;汽轮机运行转速 5 573 r/min,汽轮机输出功率 28 250 kW

2  问题的出现

空分汽轮机20171月检修完成后,一直稳定运行。但自20181128日起,汽轮机运行情况发生了明显变化:中抽蒸汽压力逐渐升高,主蒸汽消耗增加,汽轮机轮室压力逐渐增大;汽轮机转速也不稳定(不好控制),波动幅度在1020 r/min,而正常生产时波动幅度一般只有23 r/min。空分汽轮机运行数据见表1。据生产经验判断,汽轮机出现结垢现象。

为保证系统能够运行,我们增大了中抽蒸汽阀的开度,以降低汽轮机轮室压力,但由此增大了中抽蒸汽量,主蒸汽消耗持续增大,形成恶性循环,只能不断地增加锅炉负荷,造成系统蒸汽供需平衡被打破,严重影响生产系统的正常运行。

3  汽轮机结垢原因分析

高压汽轮机对蒸汽品质的要求尤为严格,据《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T 121452016),蒸汽质量标准要求SiO2含量<15 μg/LNa+含量<5 μg/L。泉稷公司有2220 t/h锅炉(一开一备),主要为空分装置和氨合成系统2台高压汽轮机供汽;而泉稷公司整个生产系统差不多有10多处冷凝液,冷凝液系统较为复杂,尤其是尿素冷凝液;冷凝液经过除氧器除氧后作为锅炉给水,同时外补少量脱盐水,但即使处理后冷凝液中仍会夹带少量或微量的盐类物质,在产生过热蒸汽过程中这些盐类物质(以硅酸盐和钠盐为主)必然被带走,而过热蒸汽进入汽轮机后,由于压力和温度降低,钠盐和硅酸盐在蒸汽中的溶解度随压力降低而减小,当某种物质的溶解度下降至低于其在蒸汽中的含量时,盐类物质就会以固态形式析出,并沉积在蒸汽通流部分。当然了,若蒸汽中SiO2含量、Na+含量在许可范围内,转子结垢对汽轮机运行的影响是可以接受的。

经查实,泉稷公司锅炉给水中SiO2含量为19.7 μg/LNa+含量为195 μg/L,主蒸汽中SiO2含量为15.75 μg/LNa+含量为10 μg/L。可以看出,主蒸汽中SiO2含量、Na+含量均已超标,难以满足高压汽轮机对驱动蒸汽品质的要求,必然导致汽轮机结垢速度明显加快。

4  汽轮机在线清洗

    更多内容详见《中氮肥》2020年第1
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