汽轮机管道油循环方案

清洗机组汽轮机油系统化学清洗方法

摘要：汽轮机油系统污染，不但降低机组自动化投入率，而且易造成机组运行中发生事故，采用汽轮机油系统化学清洗是解决系统中油质污染的最佳办法。本文就汽轮机油系统化学清洗的设计方案、质量要求、清洗步骤、清洗结果及评价等进行了综述，论述了200MW机组汽轮机油系统化学清洗技术在火力发电厂的应用。

关键词：汽轮机；油系统；颗粒度；化学清洗

锦州东港电力有限公司装有6台国产200MW 机组，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的一次中间再热、单轴三缸、三排汽、N200-130 / 535 / 535机组。经过15 年的运行，汽轮机油系统的油质逐年下降，尽管历次机组大修期间都要对油系统设备主油箱、主油泵、射油器及油净化器等设备进行物理清洁，但对庞大复杂的油管路内所生成的锈蚀产物杂质、油垢却无法清除。对机组调速系统和润滑系统的工作造成许多不利的影响，如调速系统工作失常、密封瓦磨损、推力轴承和支持轴承等故障。

为从根本上解决油系统管路杂质多而造成的油质污染问题，该公司先后对6台200 MW 机组汽轮机油系统进行化学清洗，并获得了成功。清洗后油系统材质的腐蚀速率为0.5 ～ 2 g / m2·h，腐蚀产物和油泥污垢被全部洗掉，机组运行油质颗粒度达到美国宇航标准NAS9 级，有效地避免了油系统因杂质颗粒度超标所引起的事故发生。

1 化学清洗工艺

1.1 汽轮机油系统中杂质成分分析

汽轮机油系统内部清洁度不仅取决于油系统管路在基建安装时的状况，还取决于油系统在投入使用后，外部引入杂质对油质的影响。这些杂质是溶解状态的（如润滑脂、防锈剂），乳化状态的（如水、清洗剂）和颗粒状态的（如焊渣、沙粒、金属屑），这些杂质，导致透平油油质中颗粒度（机械杂质）超标。

1.2 油系统化学清洗的范围

化学清洗范围包括润滑油系统、调速油系统、密封油系统及顶轴油系统。

1.3 化学清洗系统设计要求及清洗前准备

（1）参洗系统要尽量保证操作简单并最大限度减少死区。

（2）参洗系统的端部和最高点加装排空气门，防止气塞现象的发生。

（3）临时系统尽量采用法兰连接方式，连接焊口需采用全氩弧焊接工艺，以防止恢复系统时造成二次污染。

（4）将调速系统部套全部取出，进行短接，润滑油系统的射油器、油泵、带铜部件的设备、冷油器及油滤网等取下，将管路进行短接。

（5）汽轮机轴承进出油管路短接，空、氢侧密封油的滤网、冷油器、油泵等取下，将管路短接。

（6）为保证各回油管路内充满酸液，将回主油箱的各回油管路分别加装孔板，各拆除部套处加联箱，联箱加装排放空气门。

（7）清洗泵选用：128H-6 型，额定流量756m3 / h，扬程78 m。

（8）为防止清洗过程中杂物再返回油系统中，在主油箱中加装一道40目的白钢滤网。

（9）油系统中拆下的较小并规则的部件，吊入主油箱中，进行浸泡处理。

（10）准备好化学清洗及废液处理所需的化学药品，并进行质量检验。

（11）化学清洗前，准备好清洗所用监视管段及化学监督试验药品、表计等。

1.4 清洗工艺流程

水压试验→热水冲洗→碱洗→水冲洗→柠檬酸酸洗→水冲洗→漂洗→钝化→水冲洗→镀油膜

1.5 化学清洗步骤

1.5.1 油系统水压试验及模拟循环

首先向油系统内充满水并且保持循环，主要是为了检验酸洗系统连接的合理性，确定油箱的安全液位，检查系统的漏泄点，试验加热速度，调整回油系统孔板的孔径。

1.5.2 油系统的热水冲洗

系统补水并投加热，将水温加热至80℃，进行开路水冲洗和循环清洗，起到加热油系统部件和初步清洗的作用，为碱洗提供条件，热水冲洗进行约1小时。

1.5.3 油系统第一次碱洗

碱洗的目的是清除系统内壁的油泥和污物，确保酸洗步骤的酸洗液与油管内壁腐蚀产物充分接触。

碱洗控制工艺条件：

Na3PO4 2.0%

NaOH 0.8%

温度80℃

检查碱洗监视管内油垢洗净，碱洗结束。（如未洗净，可进行第二次碱洗）

1.5.4 水冲洗

碱洗合格后，采用不少于两次的80℃水冲洗，每次水冲洗循环15 ～ 30 min 后进行开路冲洗，至冲洗水pH≤8.4、酚酞碱度= 0 mmol / l，冲洗水中无皂化物和机械杂质。水冲洗结束后，排净主油箱内积水，人工清理主油箱内污物。

1.5.5 柠檬酸酸洗

利用柠檬酸对汽轮机油系统中的金属腐蚀产物进行反应，生成可溶性物质随清洗液带走。

酸洗控制工艺条件：

缓蚀剂（柠缓1 号） 0.5%

柠檬酸（C3H8O7） 3.0%

氨水调pH 值 3.5 ～ 4.0（尽可能达到3.8）

温度 85 ～90℃

清洗流速 0.4 ～ 1.6 m/ s

酸洗过程中按规定化学监督项目进行试验，待监测铁离子浓度平衡、柠檬酸浓度无变化及监视管段锈蚀产物全部清洗干净，酸洗结束。

柠檬酸废液排放时加入NaOH 溶液，调节废液pH 值为6 ～ 9 后，加NaClO 进行搅拌中和，待COD Mn < 150 mg / l，pH 值6 ～ 9 合格后排放［2］。

1.5.6 水冲洗

废液排净后重新上水进行循环水冲洗，15min 后改为直流水冲洗。待排放水pH = 5 ～ 6，T Fe< 50 mg / l 停止水冲洗。

1.5.7 漂洗

清洗掉管路内壁的浮锈，为钝化做准备。

漂洗控制工艺条件：

缓蚀剂（柠缓1 号） 0.1%

柠檬酸 0.3%

氨水调pH 值 3.5 ～ 4.0

漂洗温度 85 ～90℃

漂洗流速 0.4 ～ 1.6 m/ s

漂洗结束后若漂洗液T Fe < 300 mg / l 时，直接调pH 值转入钝化，若漂洗液T Fe > 300 mg / l 时则采取置换方式待漂洗液T Fe < 300 mg / l 时转入钝化。

1.5.8 钝化

酸洗后的金属表面十分活化，为防止管道内壁重新氧化生锈，必须进行钝化处理。钝化控制工艺条件：

亚硝酸钠 1.5%

氨水调pH 值 9 ～ 10

温度60℃

钝化流速 0.4 ～ 1.6 m/ s

钝化时间 6 h

钝化结束后排钝化液，向废液内加次氯酸钙使亚硝酸钠得到充分氧化后，废液处理合格后排至灰场［2］。

1.5.9 油系统补油镀油膜

因为油系统的结构复杂、封堵的端头较多、管径的差异较大，各部位钝化处理状态不一，为了防止钝化膜缺陷的部位再次生锈，应及时对钝化后的油管路镀油膜处理。

镀油膜控制工艺条件：

颗粒度九级

微水 < 50 mg / l