蒸汽透平结垢原因分析及处理措施
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一种TRT叶片积灰结垢的处理方法摘要:BPRT机组中TRT煤气透平机叶片在工作中积灰结垢,部分灰垢运行中不均匀脱落破坏转子动平衡造成振动过大被迫TRT退出,实际运行中探索出了一种TRT叶片积灰结垢快速处理的方法——通入蒸汽,最大限度地将损失降至最低的处理操作方法。
关键词:BPRT 叶片积灰结垢振动停机蒸汽节能处理投用高炉鼓风机和高炉煤气余压透平装置同轴系的高炉能量回收装置简称 BPRT (Blast Furnace Power Recovery Turbine)装置。
该装置将高炉鼓风机和高炉煤气余压回收透平机(简称 TRT-Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit)串联在同一根轴系上。
高炉鼓风机是冶金行业高炉炼铁工艺中的关键设备,为高炉提供鼓风。
当高炉正常运行后,由煤气透平和电动机共同驱动高炉鼓风机,可有效降低电动机的输出功率,节电效果非常可观,节电可达到 40%以上,而TRT就是高炉煤气余压能量回收重要的节能环保装置。
一、工艺流程机组主要由电动机、增速箱、轴流风机、变速离合器、煤气透平膨胀机及油站等辅助设备组成。
轴流风机由电机通过增速箱驱动,为高炉提供风源。
当高炉正常运行后,将高炉煤气导入透平机,煤气膨胀做功;此时透平膨胀机和电动机共同驱动高炉鼓风机,从而降低电动机输出功率,实现对高炉煤气能量的直接回收利用,代替原高炉煤气通过减压阀组降压的方式,既回收了能量又降低噪音。
工艺流程见下图:二、工艺出现的问题叶片是 TRT 装置的核心部件,它的工作环境极其复杂和恶劣。
叶片在工作过程中表面很容易堆积灰尘,积灰使得叶片的结构发生了改变,而且灰尘在机组运行过程中,会随时部分脱落,其后果是:轻者引起机组的过大振动,重者引起叶片断裂强迫停机,给企业带来严重的经济损失。
我公司在2018年A高炉BPRT因透平机叶片积盐导致轴振超标,揭缸清理积盐1次,B高炉BPRT因透平机叶片积盐导致轴振超标,揭缸清理积盐2次,严重影响正常生产。
蒸汽发生器水垢形成机理及处理知识水垢是蒸汽发生器的“百害之源”,那么水渣呢,水垢和水渣,对蒸汽发生器有哪些影响呢?过硬的水质,在水份受热蒸发后,不能蒸发的杂质残留在蒸汽发生器内部,逐渐饱和,达到一定数量后就会有固体物质析出,沉积在蒸汽发生器内部,形成水垢。
若是漂浮在蒸汽发生器炉水中或堆积在水流缓慢处,则称之为水渣。
水垢和水渣的主要成分有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁等。
这些物质原本是溶于水中,在蒸汽发生器的运行过程中,其物理、化学性质产生变化,例如温度升高,使这些物质溶解度降低,很容易在受热表面结晶析出,形成水渣;水在蒸发后,水中的盐类逐渐被浓缩,同时会发生化学转型,形成水垢。
无论水垢,还是水渣,其本质都是一样的,都会对蒸汽发生器的运行带来危害。
水垢的导热性能一般仅为金属的几十分之一,对蒸汽发生器的传热效率和蒸发能力会有较大影响,由于加热管表面的热量不能很快的传递,相同的蒸汽量,只有更高的发热温度才能达到效果,引起发热管强度降低,特别是发热管表面水垢薄厚不均,局部过热更加严重,会造成结垢部位的管壁变形、鼓包、裂纹,甚至爆破,严重影响生产安全。
如果水冷壁内、对流管束结垢,会使流通截面变小,增加流通阻力,破坏水循环。
在水垢部位容易形成氧的浓差电极,造成金属腐蚀,而这种腐蚀是不均匀的,往往会造成穿孔,导致金属强度显著降低,严重影响蒸汽发生器的安全运行和使用寿命。
金属腐蚀物被水带到蒸汽内胆,在经过加热后,又会形成水垢,这种恶性循环,会迅速损坏蒸汽发生器构件。
当水渣过多时,会影响蒸汽发生器的蒸汽质量,还有可能堵塞管道,促使汽水共腾事故的发生,威胁锅炉的安全运行,一般采用排污的方法,及时清理水渣。
针对水垢和水渣对蒸汽发生器的不良影响,广东凯洛欣蒸汽发生器厂家建议,产品使用时配套软水处理设备,净化蒸汽用水,减少蒸汽发生器结垢、腐蚀等不良情况。
延长蒸汽发生器的使用寿命,确保运行安全。
结垢-脱落-结垢,反反复复何时休(上)对于转子结垢故障,有些朋友对它很熟悉,有些人对它很陌生,原因就在于这是一类与介质有关的故障,有些介质比较“脏”的机组比如烟机或者裂解气压缩机,或者一些蒸汽品质不好的汽轮机都比较容易出现结垢的问题。
结垢照片结垢故障本质上还是转子平衡类的问题,所以振动特征以工频为主,随着设备的运行,一些工艺介质会附着在转子及叶轮表面,日积月累就会影响转子的平衡状态。
所以工频幅值、相位长时间波动缓慢上涨,有时伴随小幅突变(这个特征和转子部件脱落很像,因为垢层也会一边积累一边剥落)工频趋势相位趋势转子结垢故障的另外一个特点是有时会伴有摩擦的特征和轴向力的变化,这是因为随着垢层越结越厚,转子内部的动静间隙会变得越来越小,动静部件之间更容易发生碰摩,因此个别机组会有反进动的现象出现。
同样,结垢比较严重的时候,会使透平设备的蒸汽流通面积减小,流动阻力增大,进一步导致轴向推力增大,带来转子轴向位移增大,推力轴承过负荷,推力瓦可能烧坏。
结垢后由于阻力和叶片形式的改变,通流部分表面变得粗糙,增大摩擦损失也会影响机组的效率。
如果发现现场某台汽轮机不明原因的效率下降,也可以排查是否存在结垢问题。
下面结合转子结垢故障的特征,讲一个我之前处理过的NOx压缩机结垢案例。
硝酸四合一机组是硝酸生产工艺的核心设备,一般由空气压缩机、氧化氮压缩机、尾气透平压缩机和蒸汽透平机组成。
某化工厂硝酸四合一机组(如下图)从左到右依次是汽轮机、NOx压缩机,齿轮箱、空压机和尾气透平。
具体参数见下表。
该机组NOx压缩机检修后于2017年11月30日启机后平稳运行,各通道振动:进气侧19/17μm、排气侧14/12μm。
随后在4个月的时间里振动缓慢上涨,到2018年4月1日,各通道振值:进气侧13/36μm;排气侧70/42μm,能量变化主要为工频,相位基本稳定。
其中排气侧振动变化明显,说明质量分布有较大改变。
NOx压缩机出口振动、相位趋势图NOx压缩机波形频谱图NOx压缩机轴心轨迹图结合NOx工艺流程特性,判断机组存在铵盐结晶现象,进而导致压缩机转子出现渐变性不平衡故障,建议对转子叶轮及流道进行除垢处理。
检测77《轻工标准与质量》2021年第2期蒸汽清洗机结垢分析及措施杨玉丽(珠海格力电器股份有限公司,广东珠海 519070)摘要:现针对蒸汽清洗设备结垢的原因进行失效分析,并总结其结垢后的危害情况,最后通过实验研究总结蒸汽设备结垢的处理措施。
关键词:蒸汽;结垢;分析;措施中图分类号: TM925 文献标识码:A DOI :10.19541/ki.issn 1004-4108.2021.02.017蒸汽清洗机是将水燃烧形成水蒸汽,通过高压输送到喷枪清洗油污和污染物的一种设备。
蒸汽清洗机使用范围比较广泛,甚至可以清洗高粘度油污和细小空间的残留物。
其最大的优点是节约用水、高效节能、安全环保等。
蒸汽清洗机可用于厨卫等家电设备和汽车精洗,可实现无水精洗功能,目前被广泛应用[1]。
但是由于蒸汽容易结垢的特性,且结垢后对产品安全和可靠性影响较大,本文针对蒸汽清洗设备结垢机理进行失效分析,并总结其结垢后的危害情况,最后通过实验研究总结蒸汽设备结垢的处理措施。
1 蒸汽清洗机的结垢机理自来水经过燃烧后,容易产生水垢;水垢的形成是水中钙、镁离子经过受热发生复杂的化学、物理变化,导致蒸汽发生器水中析出碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁等沉淀物。
水垢的形成容易导致蒸汽发生器出现水冷壁热、管道变形事故等。
同时也会影响蒸汽发生器内加热效果。
1.1 蒸汽发生器内的化学反应蒸汽发生器的水在高压、高温的条件下,容易导致一些杂质发生化学反应。
蒸汽发生器内的化学反应如下[2]:(1)Ca 2++CO 32-→CaCO 3↓(2)Ca 2++SO 42-→CaSO 4↓(3)Ca 2++SiO 32-→CaSiO 4↓(4)Mg 2++2OH -→Mg(OH)2↓因钙、镁难溶化合物大多数具有负溶解度系数的物质,所以锅炉的高温、高压条件有利于沉淀物的形成。
1.2 蒸汽发生器内的物理变化过程结晶过程:蒸汽发生器中的水溶液在过饱和状态时其状态不稳定,当蒸汽发生器中的水在高温沸腾时会打破水溶液过饱和度,而导致局部形成初级结晶体现象,以该局部初级结晶体为结晶核心,使水中很多钙、镁等离子快速汇集到该结晶体上,导致结晶体长大成大颗粒。
蒸汽压缩机组结垢后处理论文【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。
山 东 化 工 收稿日期:2018-11-16作者简介:山 崧(1971—),男,山东黄县人,1993年天津大学分校机械制造过程及计算机控制专业大专毕业,2008年河北工业大学机械工程及自动化专业本科毕业,中石化股份天津分公司装备研究院动设备副主任师,高级工程师,从事炼油、化工动设备的检验检测工作。
汽轮机叶片结垢故障诊断与运行过程中的处理山 崧(中国石油化工股份有限公司天津分公司装备研究院,天津 300271)摘要:汽轮机叶片结垢是影响汽轮机运行的常见问题,通常会导致设备振动增大,工作效率降低,运行能耗增加等系列问题的出现,严重影响设备的连续运行和能效。
应用振动监测技术结合设备运行工况进行综合分析,尽早发现和准确诊断此类故障,并采取针对性措施,可以有效控制、降低结垢对汽轮机运行的影响,保障设备的连续、高效运行。
关键词:叶片结垢;振动;工作效率中图分类号:TK263.3 文献标识码:B 文章编号:1008-021X(2019)03-0076-02 工业汽轮机具有运行平稳,连续运行时间长,可以提供较高的工作转速和较大的功率范围,并可实现相对平稳的变运行转速、变功率输出操作,在现代工业企业中得到广泛的应用。
汽轮机运行过程中通流部分结垢是影响机组稳定连续运行的常见问题,如果能够尽早发现、诊断此类问题,采取相应措施是可以降低甚至消除结垢的影响。
造成结垢的主要原因是蒸汽锅炉水污染,蒸汽锅炉用水由于设备防腐蚀要求,需要保证其pH值呈碱性,数值控制范围随蒸汽压力不同要求不同,通常采用向炉水中添加磷酸根盐(磷酸三钠)的方式来调整pH值,有时需要补充添加药剂确保PH值合格。
因此,进入汽轮机的新蒸汽中总会含有一定量盐分,蒸汽在汽轮机内膨胀做功时参数降低,携带盐分的能力逐渐减弱,分离出来的盐分在蒸汽通流部位表面形成盐垢,但这样的盐垢质地松软可以被之后的蒸汽带走,正常情况下不会造成持续堆积。
当蒸汽中盐含量超标或锅炉水受污染时,汽轮机通流部位表面附着盐垢增加不能被及时带走,且随附着时间加长其质地逐渐坚硬形成结垢,结垢通常在中、低压各级叶轮最严重。
渣油加氢循环机蒸汽透平HT102结垢清洗分析傅风雷;张磊;原栋文【摘要】针对中国石油化工股份有限公司金陵分公司1.8 Mt/a渣油加氢装置循环氢压缩机驱动蒸汽透平HT102在压缩机负荷较平稳的情况下存在主汽门逐渐开大、蒸汽耗量不断下降、机组效率降低等问题,分析发现自产的饱和中压蒸汽中Na+含量和SiO32-含量超标,导致蒸汽品质不合格从而造成透平通流部分结垢.利用饱和湿蒸汽对转子进行在线清洗,投入运行后,透平的轮室压力为2.1 MPa,调节汽阀开度为70%,进汽量为36 t/h,转速为9 150r/min,运行正常,说明在线清洗效果显著.通过对透平和中压汽包解体检查,并对汽包的旋分头进行焊接加固,回装后汽包运行正常.结果证明使用饱和蒸汽在线清洗和解体清洗透平通流部分两种方案除垢的效果相同.首次尝试在不打开机壳的情况下对转子进行在线清洗,效果好,但须对蒸汽压力、温度进行严格控制.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2015(045)007【总页数】5页(P37-41)【关键词】渣油加氢;蒸汽透平;转子;结垢;湿饱和蒸汽;在线清洗【作者】傅风雷;张磊;原栋文【作者单位】中国石油化工股份有限公司金陵分公司,江苏省南京市210033;中国石油化工股份有限公司金陵分公司,江苏省南京市210033;中国石油化工股份有限公司金陵分公司,江苏省南京市210033【正文语种】中文中国石油化工股份有限公司金陵分公司(金陵分公司)1.8 Mt/a渣油加氢装置于2012年10月建成开始投产,循环氢压缩机原动机选用蒸汽透平(透平,型号为NG32/25/0且为背压式透平),其设计参数见表1。
2013年5月,透平运行状态开始变差,主要表现为二次油压达到最大值0.45MPa,主汽门开到最大,而透平的转速却降到7 410 r/min,蒸汽耗汽量由最高时的36 t/h下降到30 t/h。
表2为2012年10月—2013年7月压缩机和透平运行参数的对比情况。
乙烯三机透平结垢致因分析及对策研究摘要:石化生产工作开展过程中,乙烯装置水质管理控制不充足的情况下,会使气压缩机存在裂解问题,丙烯、乙烯制冷压缩机存在透平结构异常状况,使得工作效率严重下降。
为合理解决装置运行问题,技术人员应注重结垢问题出现原因的深入研究,了解工作处理要点,从而在技术上使其状况得到改善。
基于此,本文重点分析了透平结垢导致原因,同时细致阐述了相应危害、湿蒸汽吹扫处理操作要点、优化措施,供参考。
关键词:乙烯;三级透平;结垢致因引言:目前乙烯制造过程中使用的装置体形相对较大,并且全新建设的规模大多超过800kt/a,其中的关键核心组成因素为裂解气压缩机、丙烯制冷压缩机、乙烯制冷压缩机,以上设备称作为“三机”,运行过程中由蒸汽透平有效驱动,并且具备自动化程度高、运行周期长等一系列优势,使企业能量利用率大幅提高。
但在实际过程中由于管理工作不足,实行内部存在污垢堆积结固,严重干扰了生产展开。
一、透平结垢致因分析化工厂石化生产进行时,裂解气、丙烯制冷两种压缩机利用抽气、凝气的方式透平,而乙烯制冷压缩机利用全凝形式。
自乙烯装置检修完成恢复生产工作后,三机透平级间压力大幅提高,一段时间后,维持满负荷生产效果已存在困难。
同时裂解气压缩机透平的低压缸压力为2.778MPa、高压缸的压力为4.047MPa;丙烯制冷压缩机透平的低压缸压力数值是0.591MPa、高压缸压力为3.089MPa;乙烯制冷压缩机透平的低压缸的压力数值为2.446MPa[1]。
依据对以上数据细致研究后了解到,三者在两个月间均存在一定程度的压力提高,并且上升速度偏快,使压缩机透平缸体压力超出以往运行数据,降低乙烯装置运行负荷,该情况下如存在进一步恶化的情况下,便需要技术人员停工处理。
透平缸体运行过程中压力数值提高时,便表示设备内部存在结垢问题,技术人员多依据湿蒸汽吹扫措施有效处理。
该过程中工程人员科学收集二级脱盐水、蒸汽凝液、透平凝液等,便发现了其中存在的异常。