多台蒸汽压缩机组结垢后处理

【摘 要】 由于水系统故障，除盐水水质下降，造成蒸汽压缩机、汽轮机内部结垢，是目前化工系统、电力系统常见问题。为了保证不影响生产运行，我们采用蒸汽在线清晰的方法来除去结垢。

【关键词】 蒸汽 压缩机 结垢 在线 清洗

1 机组结垢的基本状况

2012年我厂因为除盐水系统频繁故障，除盐水水质及高压过热蒸汽品质间断性超标，造成几台关键机组表现出严重结垢倾向，严重影响了全厂大机组安全运行。特别的，空分透平止推轴承温度高，轴位移偏大；合成气机组轮室压力升高，同等负荷下转速升高、调速阀开度较大；丙烯压缩机表现出透平做功效率明显下降，透平轮室压力及抽汽压力增加，透平抽汽温度频繁报警。

2 清洗方案的选定

（1）物理清洗：物理清洗法中常见的有机械清洗法，包括清扫器和刮刀清理法、钻管清洗法、喷丸清洗法；水力清洗法，包括低压水力清洗的压力为0.2-0.7Mpa，高压清洗的压力为5Mpa。

（2）化学清洗：化学清洗法是利用化学药剂使表面污染或覆盖层与其发生化学反应而被除去，方法有浸泡法、循环法等。为使基材在化学清洗中不受腐蚀或使腐蚀率控制在允许范围内，通常还需在化学清洗液中要加入适量的缓蚀剂作用的添加剂，高温高压缓蚀阻垢药剂是由界面活性剂、渗透剂、剥离剂、分散剂、表面致钝剂等组分构成，使用时压缩机处于运行状态时向系统内加入。该药剂的清洗作用为非溶解性清洗，通过特种界面活性剂作用于腐蚀产物和垢层，产生界面渗透、挤压及剥落等界面效应，使垢和腐蚀产物成微细粉末脱落、分散、悬浮于水中，最终通过排污、凝结水除铁器以或停炉停机排水等方式排出。

（3）湿蒸汽在线清洗：湿蒸汽在线清洗的方法是使用低于操作蒸汽压力、温度控制在50℃过热度的饱和蒸汽直接进入汽室，在不带工作负荷条件下采用变压力、变及蒸汽负荷的清洗。

方案一：常规方法的优势在于一次清洗彻底不留死角，不足是要进行大量的准备及拆卸作业，即使单台机组处理作业量、费用、工时都特别大。另外，如果在全厂范围同时展开九台机组拆卸转子清洗存在检修人力物力跟不上、检修时间受控难度大、检修质量控制点庞杂等等不可控因素和风险。方案二：优势在于正常运行的条件下可将已产生的垢和积盐逐步清除并具备防腐蚀、防垢的在线养护功能，变被动清洗为主动养护清洗。但该技术只进行少数试用，没有广泛认可的第三方验证或资质认可，存在技术试用风险；清洗过程中垢片剥离的速率及颗粒大小有不确定性，在线关联全厂蒸汽管网、换热器、减温减压站及凝液系统，有堵塞阀门换热器、冲击冲刷机组及管件的风险；剥离微粒不能保证从系统完全排出有积存在系统死角的风险。

本次清洗涉及动力装置四台、空分装置两台、合成装置两台、丙烯装置一台全厂共计九台大型机组，根据此次水质及蒸汽品质超标时间集中、SiO2及Na+含量高的特点可以判断盐性结垢量大但结垢松散，适宜尽快采用湿蒸汽对汽轮机流通部分进行冲洗，防止盐结垢板结变硬。

湿蒸汽在线清洗过程：从2013年4月17日14：43从动力车间#2机开始，先后对9台机组进行冲洗，平均每台机组用时38小时。各机组冲洗凝结水化验数据记录如表1。

3 在线清洗的效果评价

（1）动力站汽轮机在清洗数据变化很微小，但在清洗后汽轮机调速阀开度由44%下降至38%左右，在同等负荷下用汽量平均每台下降1.3吨；汽轮机止推轴承温度TI7906由118℃降至80℃左右；TI7907由76℃降至64℃；汽轮机轴位移由-0.175mm降至-0.116mm。汽轮机运行参数相比清洗前有较大改善，汽轮机在线清洗达到预期效果。

（2）空分透平：空分汽轮机在线清洗过程中，Cl-峰值超指标8500多倍，Na+峰值超指标4400多倍，SiO2峰值超指标近20000倍。清洗结束后氯离子含量3.11μg/l达标，二氧化硅含量仍在70μg/l超运行要求指标，总硬度、钠离子、电导率、PH值等参数均已达到指标要求。1#空分汽轮机已达到满负荷运行条件下，空压机空气量达到501000Nm3/h，增压机压力达到4.95MPa，表现出良好的清洗效果。

（3）合成气压缩机本次在线清洗前后，高压过热蒸汽压力、汽轮机排汽压力、低调阀阀位等运行数据未出现明显变化。但在压缩机入口流量相近条件下，高调阀阀位比清洗前降低了10%左右，轮室压力降低了0.8MPa（g）。如图1所示。

（4）二氧化碳压缩机清洗前后运行数据相比较，中压过热蒸汽压力、温度、流量、汽轮机排汽压力无明显变化。但压缩机入口流量相近的情况下，调速阀开度接近于正常工况调速阀开度，压缩机入口流量较大的情况下，比清洗前降低了10%左右。

（5）丙烯压缩机清洗除垢的初始阶段凝液中SiO2、Na+、电导率曲线波动较大，其中SiO2最高达到了130mg/L超指标一万倍，Na+最高达到了200mg/L超指标两万倍，清洗除垢结束后Cl-、Na+、SiO2、电导、PH都达到了指标要求。机组的操作余度有所增加。

4 结论

本次湿蒸汽在线清洗总体上有了很大成绩，切实解决影响机组稳定运行的部分问题，从清洗结果判断，基本上达到了清洗的预期效果。

5 在线清洗中存在问题及不足

（1） 动力汽机除垢时汽机转速低，进汽量小，蒸汽在汽缸内流速低，对叶片的冲刷效果不好。除垢时，汽机转速最高仅达到800rpm，叶片的线速度仍然不够高，如果提高到1000-1200rpm效果可能会更好。

（2）丙烯压缩机清洗除垢时汽机缸体单机冲洗，负荷低，汽机转速低，进汽量小，蒸汽在汽缸内流速低，对叶片的冲刷效果不好。除垢时，汽机转速最高仅达到1850pm，叶片的线速度仍然不够高，如果提高到2562rpm，效果一定会好一些。

（3）高压蒸汽管网结垢严重，最终导致清洗时间超过原计划时间，在清洗机组的同时要考虑管线结垢清理。

（4）在检修期间，应急贮备氮气使用管理不到位，2#空分因膨胀机转子检修推后，使得氮气不够用。