热力发电厂汽轮机水洗实践应用

热力发电厂汽轮机水洗实践应用

赵宇华 姬春礼

河南心连心化学工业集团股份有限公司

摘要：供合成氨系统用蒸汽抽汽背压式15MW汽轮机，由于余热炉蒸汽品质变差造成汽机内部积盐、结垢，公司在不揭缸的情况下进行蒸汽切换、停机水洗，提高了汽机发电与供汽量。

关键词：汽轮机、瓦温高、水洗、结垢

1.课题背景

合成氨系统生产尿素，期间由热力发电机组对合成氨系统提供全系统用不同压力等级的蒸汽。18年1月份开始出现2#机组同样负荷下1#、6#瓦温高达97℃，指标93℃，2月份负荷开始下降不能达到设计额定负荷，随后停机检查推理瓦块，无异常，并且研磨解除良好，在开机时进行低压蒸汽冲转暖机清洗，清洗4h，在开机后效果不佳，在运行不到一个月，瓦温1#出现持续升高现象。

2.汽机推力瓦结构及原因查找分析

背压汽轮机型号CB15—4.9/1.27/0.39，于2009年投运，介质为次高压蒸汽，蒸汽压力4.9MPa，温度480℃，抽汽压力1.27MPa，排汽压力0.39MPa，功率15MW，单缸汽轮机。

2.1推力瓦结构介绍

推力轴承与球面支持轴承一体，推力轴承由推力盘分为正推瓦与反推瓦，正推瓦与汽机进汽方向一致，承担着汽机正常工作的轴向推力，正推瓦与反推瓦分别有12块、10块，瓦块下部设有弹性块，瓦面为乌金面并设有楔型间隙，保证了汽轮机运行中润滑油膜的形成。

2.2推力瓦温高原因查找及分析

出现瓦温高原因主要有①结构设计及选型不合理、②加工制造工艺质量较差、③润滑油的循环冷却出现问题、④安装及运行管理、⑤运行特性不良、⑥机组推理轴承甩油。排除①②在机组出现问题后对汽轮机前轴承箱由汽轮机检修公司进行检查并红丹研磨瓦块接触面均正常，排除⑤⑥③中的问题，下一步需要对⑤运行特性不良进行分析，期间检查汽机运行数据库发现轴线位移在负荷因瓦温降低的情况下，反而上升如表一。确定轴向推力确实增大，汽机出力明显减少。

表格 1

说明运行中确实存在问题。结合目前工艺中余热炉加药频繁，炉水碱度及磷酸根频繁下降对蒸汽进行调查（锅炉水处理工艺为炉水加Na₃PO4﹒12H₂O及NaOH工艺）。

2.3蒸汽品质调查

对汽轮机进行开机时低温蒸汽清洗，取初始清洗水样及最终清洗完毕水样进行分析内部成分含量表2，同时取余热炉两台对比分析蒸汽中的磷酸盐含量表3。看出内部离子含量较高，及1#余热炉整体磷较高。

表格 2

表格 3

通过调查决定对2#汽机轮机组进行水洗除掉内部结垢

3.汽轮机水洗

3.1汽轮机内部结构简单介绍

汽轮机为单缸构造、分复速级、中压缸和低压缸一体构造，缸壁分为上下缸，隔板套固定在汽缸上，隔板固定在隔板套上、隔板上通流部分为静叶片，转子上同流部分为动叶片，隔板与转子上动叶片组成级，汽缸两端有轴封进行密封。

3.2汽缸注水清洗

由于汽缸分为上下缸，汽缸与轴端部结合处有轴封但在冷态时间隙较大，故只能对下汽缸进行注水。清洗中需要进行转动转子，对动叶片的清洗，上汽缸隔板由于固定，无法进行清洗。但在实际过程中由于水的气化对隔板内结构起到了软化作用，利用开机时低速暖机清洗上汽缸隔板。

3.3清洗前准备

选用水源：选用除氧器中水源，压力0.02MPa，温度105℃，现场从除氧器下部至备用给水泵出口管疏水阀处进行管道配置至汽机排汽电动前的排汽管道疏水上，由此进行注水，同时注水管道增加高点溢流，溢流高度汽轮机轴封上下缸结合面高度。

供热机组2#与生产系统进行隔绝：①排汽并汽电动门阀前加盲板，②排汽去高加手动门后加盲板；③关闭抽汽减温器前电动门，④关闭抽汽减温器后电动门，⑤关闭排汽并汽电动门，⑥关闭排汽放空电动门

汽缸内注水气体排放及疏水取样的选择：通过打开汽轮机下汽缸疏水进行排汽及置换清洗用水，并选择其为取样点，后期减慢注水以汽机两端轴封进行气体排放。

3.4汽轮机的清洗及取样

汽轮机停车后投运盘车装置，在汽轮机上下缸汽缸温度降至100℃左右（与清洗水源温度相当）时进行注水，并观察水压0.05MPa左右、抽汽疏水常开及溢流管水面在溢流口处微溢流或正好不溢流，微机记录抽汽、排汽口压力保证水压正常，管道支吊架位移量在正常范围之内。期间盘车装置运转进行清洗，因水温较高，水进入汽轮机后出现气化的水蒸汽，汽轮机轴封漏气因间隙较小，不能及时排出造成内部出现压力上升，经过进水压力缓慢提压后在溢流管处出水时停止加水，同时观察轴封处不漏水。

在清洗4h后进行水的置换，通过抽汽管道及下汽缸疏水进行排水置换，收集水样，水样红色浑浊，同时提高水压保证排汽压力不变。置换完毕后重新进行第二轮冲水置换，在排水水样清澈时对进水与排水数据进行对比分析，主要分析电导。初始疏水电导1368μs/cm，进水电导8.83μs/cm，在经过37h置换后水接近进水电导，冲洗完毕，进行恢复至初始状态。

开机前的低转速低温冲洗：调整进汽温度420℃左右，在开车时暖机过程中800r/min低速暖机冲洗，并进行疏水取样分析电导保证进疏水电导对比基本一致时冲洗完毕进行开车。

冲洗前后数据对比：

4.结论

锅炉中蒸汽品质的不合格造成汽轮机瓦温高结垢，使汽机通流部分即喷嘴及动叶片过流面积减小，造成轴向推力增大，瓦温升高，迫使汽机进行退负荷，造成汽机效率下降，如果进行揭缸进行处理，需要停机冷却至50℃，拆除前后轴承箱、联轴器，再进行保温的拆除，汽缸螺栓加热拆卸，揭缸时吊装及转子拆除冲洗，冲洗完毕回装，做动静间隙调整、仰角调整等等一系列，工时在20多天，并且需要专业公司进行，对热力发电机组来说经济损失很大，合理的选择水洗，保证了一定的运行效果，减少了经济损失，这也在公司汽机结垢处理中开创了新的一页。

【参考文献】：

[1] 陈汝 《汽轮机运行原理》 中国电力出版社

[2] 许振江 《汽轮机在线水洗技术应用》石油化工设备

[3] 郑海军 《浅谈推力瓦的常见故障原因及处理》工程技术

[4]汽轮机云运行《中国电力出版社》