姚紹華（河南能源化工集團(tuán)中原大化公司甲醇空分廠，河南濮陽 457000）

淺析汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢成因、影響及防治

姚紹華
（河南能源化工集團(tuán)中原大化公司甲醇空分廠，河南濮陽 457000）

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢是汽輪機(jī)常見的問題，從汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的成因、成分和影響等方面，對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢的問題進(jìn)行了分析和討論。

汽輪機(jī)；轉(zhuǎn)子結(jié)垢；冷凝水質(zhì)量；日常維護(hù)

在化工企業(yè)的日常生產(chǎn)中，尤其是在長周期高負(fù)荷的運(yùn)行工況下，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢現(xiàn)象十分普遍，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢，既影響汽輪機(jī)的做功出力，縮短轉(zhuǎn)子使用壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)＜暗桨踩a(chǎn)。

在這里，筆者根據(jù)所在單位壓縮機(jī)組近幾年來的生產(chǎn)工況和2016年6月份大修期間開缸檢修情況，對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢的成因影響和防治進(jìn)行簡要的總結(jié)和分析。

1　事故簡析

河南能源集團(tuán)中原大化公司下屬甲醇廠壓縮單元實(shí)行全系統(tǒng)壓縮機(jī)統(tǒng)一安置管理，總共包含壓縮機(jī)6臺，分別為空氣壓縮機(jī)（高壓蒸汽）、二氧化碳壓縮機(jī)（中壓蒸汽）、氨壓縮機(jī)（中壓蒸汽）、合成氣壓縮機(jī)（中壓蒸汽）、氮?dú)鈮嚎s機(jī)（電動）、發(fā)電機(jī)（未投用）。2015—2016年實(shí)現(xiàn)長周期穩(wěn)定運(yùn)行161d，在2016年夏季溫度升高后發(fā)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)及二氧化碳壓縮機(jī)所載負(fù)荷較2015年有明顯下降。同時轉(zhuǎn)子震值和溫度有所上升。在2016年6月份開缸檢修期間，發(fā)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢嚴(yán)重，累及蒸汽進(jìn)氣管線，結(jié)垢為白色晶體，均勻附著，質(zhì)地較軟。檢測化驗(yàn)成分為氯化鈉 67.93%、硫化鈉 9.32%、酸不容物9.18%、氧化鈣1.59%、三氧化二鐵1.21%、氧化鋁0.62%。定性為蒸汽帶鹽結(jié)垢；發(fā)現(xiàn)二氧化碳機(jī)組，氨壓縮機(jī)，合成氣壓縮機(jī)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子有斑點(diǎn)狀分布的結(jié)垢，外觀為褐色顆粒，化驗(yàn)成分為氧化鐵58.31%、鈣鎂離子27.37%、氧化鋁1.76%

2　影響及危害

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢會影響機(jī)組熱效率，降低機(jī)組承載負(fù)荷。增加葉片表面的粗糙度，加大流動阻力。而在蒸汽管道閥門處的結(jié)垢，會造成主蒸汽門或者調(diào)節(jié)氣門的卡澀，造成重大的安全生產(chǎn)隱患。

3　結(jié)垢成因分析

空壓機(jī)汽輪機(jī)（高壓）（結(jié)構(gòu)示意見圖1）結(jié)垢成因主要是蒸汽帶鈉鹽超標(biāo)，高壓蒸汽所攜帶的鈉鹽（硫酸鈉，氯化鈉，氫氧化鈉等）在蒸汽中溶解度不大，隨著蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)逐級做功，蒸汽壓力溫度下降后，溶解度大大降低，鈉鹽就會從蒸汽中析出，沉積在汽輪機(jī)內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子上，造成轉(zhuǎn)子積垢。

造成進(jìn)入汽輪機(jī)的高壓蒸汽鈉鹽超標(biāo)的主要原因有以下幾方面：

1）鍋爐長期超負(fù)荷運(yùn)行，造成蒸汽品質(zhì)下降，攜帶鈉鹽增加。

圖1　空壓機(jī)汽輪機(jī)示意圖

2）鍋爐氣包蒸汽清洗裝置不達(dá)標(biāo)，造成汽水分離效果差，汽水品質(zhì)下降。

3）鍋爐運(yùn)行不當(dāng)，設(shè)備閥門內(nèi)漏等原因造成雜質(zhì)污染蒸汽系統(tǒng)。

4）壓縮機(jī)長期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，造成蒸汽帶水增加，帶鹽量也隨之增加。

5）壓縮機(jī)負(fù)荷數(shù)次大范圍波動，蒸汽溫度壓力變化，造成鹽析增加。

6）機(jī)組運(yùn)行操作不當(dāng)，造成蒸汽波動，帶鹽量增加。

中壓蒸汽機(jī)組結(jié)垢成因主要是汽水系統(tǒng)腐蝕，凝結(jié)水含氧量增加。腐蝕產(chǎn)物帶熱力系統(tǒng)，造成熱力系統(tǒng)，汽輪機(jī)通流部分等設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢。造成以上結(jié)垢的原因主要有以下幾個方面：

1）汽輪機(jī)凝集器泄漏，凝水含鹽量和含氧量都超標(biāo)。造成轉(zhuǎn)子結(jié)垢腐蝕。

2）凝結(jié)器銅管泄漏，導(dǎo)致循環(huán)水直接進(jìn)入冷凝水，使凝結(jié)水含鹽量增加。

3）中壓蒸汽品質(zhì)不達(dá)標(biāo)。未能及時發(fā)現(xiàn)蒸汽品質(zhì)變化和凝水品質(zhì)變化。

4）停車檢修后機(jī)組保養(yǎng)不到位，導(dǎo)致機(jī)組再啟動后，大量腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入汽輪機(jī)。

4　防治辦法和措施

1）鍋爐方面結(jié)合大機(jī)組檢修，應(yīng)該測試安全運(yùn)行的臨界負(fù)荷，為以后運(yùn)行提供依據(jù)。操作人員應(yīng)加強(qiáng)負(fù)荷調(diào)整，減少蒸汽帶鹽保證蒸汽品質(zhì)。

2）分析化檢方面，應(yīng)加強(qiáng)對蒸汽質(zhì)量，凝水質(zhì)量的監(jiān)控分析，及時和運(yùn)行部門溝通。

3）大壓縮機(jī)組方面，應(yīng)盡量減少機(jī)組負(fù)荷大范圍波動。

4）機(jī)組停車檢修期間，加強(qiáng)對鍋爐、中高壓、汽輪機(jī)本體等設(shè)備的保養(yǎng)，嚴(yán)格執(zhí)行檢修計劃和操作規(guī)程，制定停車和檢修期間的保養(yǎng)方案。

Cause for Scaling of Turbine Rotors，Impact and Prevention

Yao Shao-hua

Turbine rotor turbine fouling is a common problem and phenomenon，this article from other aspects of the turbine rotor genesis，composition and impact on the turbine rotor fouling problems were analyzed and discussed.

turbine；rotor fouling；condensate water quality；routine maintenance

TK263.61

B

1003-6490（2016）05-0236-01

2016-05-10

姚紹華（1988—），男，河南濮陽人，助理工程師，主要從事大型壓縮機(jī)的操作管理和維護(hù)工作。