汽轮机的积盐与防治123

汽轮机的积盐与防治

摘要：锅炉给水含盐高，以及过热蒸汽注水调温带入了大量杂质，致使蒸汽中的钠盐严重超标。钠盐以高浓度的盐溶液或结晶盐尘的形式伴随蒸汽一起流经汽轮机，并粘结在汽轮机喷嘴和叶轮上造成积盐。积盐使汽轮机性能下降，影响正常生产。通过水洗和湿蒸汽清洗，汽轮机上的积盐可彻底清除。

关键词：汽轮机；积盐；防治；蒸汽质量

1前言

茂名炼化公司关键机组重整氢气循环压缩机（K201）的驱动机组是一台型号为NK25/28/12.5的凝汽式汽轮机组，由杭州汽轮机公司生产，各设计性能如下：额定功率：1550KW

额定转速：9433r/min

进汽压力：1.0－1.2MPa

进汽温度：265-275℃

排汽压力：-0.098MPa

该机组1991年投入运行，投用初期由于机组频繁跳停和装置产生负荷比较低，没有发生过积盐问题；1996年至2001年，随着机组的长周期运转，先后出现了三次积盐，每次间隔都在一年以上；2002年后，随着机组的满负荷、长周期运转，汽轮机积盐的速度明显加快。一次洗盐后，仅运行了三个月，又严重积盐。

汽轮机的积盐使喷嘴和导叶的通道变窄，引起效率和功率下降，导致汽轮机无能力满足产生需要，严重影响了装置的满负荷、长周期运转，制约了装置效益的提高。同时，还可能引起机械干扰，造成机件损坏，如轴向推力增大，损害止推部件；引起调节阀和速关阀卡涩；引起叶片材料的化学腐蚀等。

2汽轮机积盐的原因

在蒸汽锅炉装置中，总有那么一小部分水以最小的水滴形状从汽包飞溅到饱和蒸汽中去，这些小水滴在过热段，随着温度不断升高，到远远超出对应饱和蒸汽的温度。这时，小水滴中的大部分水被蒸发而剩下高浓度的盐溶液或结晶盐尘。它们以极微小的小颗粒状飘浮在汽流中，伴随着蒸汽进入汽轮机，并以高达每秒几百米的速度流经喷嘴和每个透平级。由于它们的粘结力使之附着在汽轮机流道上。这时，如果溶化物主要含NaOH的话，则它们可以保持液态，如果是处于过冷状态的合成盐混合物，则要凝固。要求后者在这样的情况下分离出来，即飘浮在汽流中的溶化物的温度总是高于所属汽轮机叶片的温度。在这个过程中，盐颗粒按“捕蝇纸”的方式被粘性层抓住，并停留在增高的沉积层上，这就是汽轮机的积盐［1］。

资料表明，蒸汽中盐的浓度越高，汽轮机积盐速度越快。习惯上汽轮机在连续运行8000小时之后，仍未出现明显积盐现象的蒸汽盐浓度称为不积盐浓度；在短时间内出现汽轮机积

盐的蒸汽盐浓度叫极限盐浓度。不同物质的不积盐浓度和极限盐浓度不同，见表1。另外，蒸汽压力、温度和汽轮机的结构形式、负荷大小对积盐速度也会产生附加影响，因此不积盐浓度和极限盐浓度不是一个绝对值，而是在一定的界限内波动。

[1]

重整汽轮机所用蒸汽为本装置余热锅炉生产的低压过热蒸汽，蒸汽压力小于等于1.0MPa，蒸汽温度小于等于270℃。余热锅炉的给水、炉水、饱和蒸汽、过热蒸汽的质量控制指标和实际分析结果如表2所示。

由表2可知，重整锅炉的给水质量是合格的，也符合《工业锅炉水质》GB1576-2001标准，炉水和饱和蒸汽的质量也基本合格，但过热蒸汽的质量不合格，蒸汽中的Na+和SiO2全部严重超标，平均超过最高控制指标的4.77和4.63倍。这是因为：

a)锅炉给水的质量控制不全面，没有对给水的Na+和SiO2等杂质含量进行分析和控制，

导致这些杂质严重超标。重整余热锅炉的给水为软化水和汽轮机的蒸汽凝结水，比例约为1：4。由表3可知，锅炉给水的平均Na+和SiO2含量分别是蒸汽最高控制指标的624倍和284倍。这样的水，即使是少量进入蒸汽中，也会对其质量造成较大影响；

表3重整余热锅炉给水中Na+和SiO2含量分析（2002.8.12-2002.8.19）

b)过热蒸汽的调温工艺存在问题，给蒸汽增加大量了杂质。重整过热蒸汽的调温是混

合调温，即在过热段出来的蒸汽中注入适量的锅炉给水调温，见图1。

图1过热蒸汽调温工艺流程

由表2可知，饱和蒸汽的Na+含量基本合格，但通过加热和注水调温后，过热蒸汽的Na+含量就提高了约9倍，严重超过质量控制指标。这是因为，由过热段出来的蒸汽在减温器中以注水的方式调温，所以调温水中的所有杂质都会进入过热蒸汽中。这样，调温用水量的大小以及水中杂质的多少，将直接影响过热蒸汽的质量。过热蒸汽的调温用水是锅炉给水，由于锅炉给水的平均Na+和SiO2含量分别是蒸汽最高控制指标的624倍和284倍，所以，即使是调温用水量很少，也会对过热蒸汽质量造成较大影响，它的影响比饱和蒸汽从汽包中带出的杂质要大得多。

为了进一步证明注水调温对过热蒸汽的质量影响，做了以下实验：在生产平稳的情况下，将过热蒸汽的控制温度由250℃提高到275℃，这样，调温注水必定减少。结果是：过热蒸汽中的钠离子含量明显下降，由90μg/L下降到60μg/L。由此可知，由于调温用水含盐高，注水调温成为过热蒸汽质量不合格的主要原因。

过热蒸汽的Na+含量严重超标，以及汽轮机满负荷运转，导致了汽轮机频繁积盐。

3汽轮机积盐的防治

3.1汽轮机积盐的清洗

a)停机冷却；

b)按图2流程，接通阀4与阀6；

图2汽轮机洗盐流程图

1－主蒸汽阀，2－旁路阀，3－调节汽阀，

4－机入口放空阀，5－复水泵出口阀，6－泵出口放空阀

c)开复水泵，打开阀3、阀4和阀6，冲洗汽轮机喷嘴和叶片30min，机组加强盘车；

d)打开阀2，控制阀后蒸汽压力不大于0.4MPa；

e)通过阀4，控制机入口蒸汽温度不大于150℃；

f)通过阀3，控制机转速在1000r/min运行30min，然后提高转速至3500r/min运行

30min，如此反复3次，并做好记录；

g)洗盐结束，关闭阀4和阀6，使蒸汽温度逐渐恢复正常。当蒸汽温度升至180℃时，

机组可以提速至6000r/min以上，投入正常运转。

有研究表明，在270℃的蒸汽汽轮机中，积盐的主要成份是SiO2（硅酸盐）和钠盐。但在重整汽轮机中，积盐的主要成分为钠盐，这一点由表4可以看出。

表4汽轮机洗盐过程中蒸汽凝结水杂质含量分析

钠盐为水溶性盐，通过上述洗盐过程，汽轮机喷嘴和叶片上的积盐可基本清除，机组的各项性能指标都得到较大提高。由表5可知，洗盐后机组级后压力明显下降，最大转速显著提高，在调节汽阀未全开的情况下，已接近额定转速；在机组转速、蒸汽压力和温度相近的情况下，蒸汽用量减少，汽轮机效率明显提高。