汽轮机结垢分析 Scaling analysis of steam turbine

汽轮机组通流部件的腐蚀和积盐是一个自发过程。由于补给水深度除盐、凝结水精处理不够以及炉水PH、总磷不稳定,锅炉处于腐蚀或积盐状态,炉水中的钠盐、二氧化硅随蒸汽进入汽轮机,随着蒸汽压力及温度下降,二氧化硅及钠盐便会析出沉积在汽轮机表面,使得汽轮机流通部件结垢,出力下降,严重还会酿成事故。 


由于锅炉产出的蒸汽并不是绝对的清洁(其中含有各种盐分和杂质),蒸汽在进人汽轮机内膨胀做功时,参数降低,携带盐分的能力逐渐减弱,盐分即被分离出来,紧紧地黏附在喷嘴、动叶和汽阀等通流部分的表面上,形成一层坚硬的盐垢。汽轮机内沉积的物质可分为易溶于水的、稍溶于水的和完全不溶于水的。可溶性的均是钠盐,如碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠、氯化钠、磷酸三钠等;不溶性的是二氧化硅、氧化铜、三氧化二铁等。

汽轮机结垢的危害 Harm of steam turbine scaling
结垢后使通流面积减小。若保持主蒸汽参数不变,蒸汽流量将减小,汽轮机做功相应降低;
动、静叶结垢使其表面粗糙,增大了摩擦损失,又因机组出力偏离设计工况运行,使汽轮机效率下降。由经验可知,结垢厚度每增加0.11mm,将使汽轮机级效率降低4%~4%;
汽轮机级段结垢,降低了理想焓降,增加反动度,转子轴向推力增大,很可能造成推力轴承过载而发生事故
速关阀、调速汽门等部件的阀杆结垢,可引起阀门卡涩,在事故状况下不能切断进汽,从而造成机组超速
汽轮机结垢状态 Scaling state of steam turbine
汽轮机免开缸清洗 No cylinder opening cleaning of steam turbine

汽轮机免开缸清洗是一种有效的热力系统除垢并兼有防腐蚀、防垢功能的方法,除垢可快速进行,也可以少量多次的方式进行,工艺简单,操作方便,不需要增加临时系统,可在正常运行工况下加药,不需要滑参数运行,故可根据发电机组热力设备状况有计划、安全稳妥地、无限次地随时对锅炉、汽轮机进行运行在线除垢、除氧化皮,防止氧化皮过厚剥落造成管道堵塞引起的爆管,不再需要任何其他停炉、停机保养措施,使热力设备永远在清洁、高效状态下运行并在无腐蚀状态下停运,达到节能降耗,减排增效。

PTOC-1128汽轮机清洗保养剂
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药剂特色针对结垢严重的汽轮机组使用,清洗除垢同时对整个水汽系统进行防腐保护

PTOC-1128汽轮机清洗保养剂是由耐高温表面活性剂、渗透剂及剥离剂复配而成。它成膜性好渗透性高,能清除汽轮机叶片积盐,同时对整个水汽系统进行防腐保护。


PTOC-1128汽轮机清洗保养剂对水汽系统无任何不良影响,它能对系统积盐缓慢清除,积盐清除干净后会在金属表面形成保护膜,有效防止金属腐蚀和积盐再次沉积。因此若长期运行中坚持使用,对保障炼化机组运行的安全、效率及经济性和寿命都会取得良好的作用和效益。


WGZH-1628汽轮机阻垢缓蚀剂
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药剂特色对保障汽轮机组运行的安全、经济效率会取得良好的作用和效益

WGZH-1628汽轮机阻垢缓蚀剂是由耐高温耐高压表面活性剂、渗透剂及缓蚀剂复配而成。它成膜性好缓蚀性高,能阻止汽轮机叶片积盐,同时又能对汽轮机及整个水汽系统进行清洗除垢、防腐保护。


WGZH-1628汽轮机阻垢缓蚀剂对水汽系统无任何不良影响,它能阻止整个水汽系统结垢、积盐,能在金属表面形成保护膜,有效防止金属腐蚀和积盐再次沉积。日常运行中加入,对保障汽轮机组运行的安全、经济效率会取得良好的作用和效益。


不停机清洗剂是由多种耐高温、耐高压的渗透、分散及表面活性剂复合而成,它的清洗作用为非溶解性清洗。
清洗剂在100℃时即可气化,温度越高气化越快,600℃以下稳定,650℃以上开始分解,分解产物为碳氢化合物、NH3等。

清洗剂气化后迅速在系统中污垢表面成膜,它通过特种界面渗透效应,使垢层和腐蚀产物产生界面渗透、挤压、剥落等,从而使垢和腐蚀产物成微细粉末脱落、分散、悬浮于水中,通过排污、凝结水除铁器以及精处理高速混床截留等方式排出热力系统之外。

维功不停机清洗的新观念,此清洗技术一经采用,将大大提高生产的经济性、安全性,并显著提高了设备的生产效率;带负荷清洗实施方便,费用低廉,不需停机。不安装临时酸洗系统(锅炉清洗时),无废液排放,具有较好的社会效益与经济效益,将给传统化学清洗带来一次技术飞跃(锅炉清洗时)。本药剂是在吸收国外无酸型化学清洗先进技术基础上,研制开发的一种新型清洗剂。它通过大分子缩合物上数十个强有力的分子官能团,经过特殊的物理界面螯合反应,可完全分散剥离系统内各类的污垢。该药剂机理是运行时的高温高压水工况下,清洗剂最大量去除汽轮机、锅炉沉积物并使其分散,同时在通流部件表面形成保护膜(单分子层),使其免受腐蚀,使汽轮机、锅炉设备带负荷清洗实现技术上的突破。


本技术中PTOC-1128、WGZH-1628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、剥落等物理界面效应,使垢和腐蚀产物成微细粉末脱落、分散、悬浮于水中,通过排污、凝结水除铁器以及精处理高速混床截留或停炉停机排水等方式排出热力设备之外。这不仅能将已结的垢逐步清除转移掉,还可防止结垢物质在受热面上沉积,能在金属表面形成致密钝化膜,从而使基体金属得到完全保护。

传统化学清洗方法对比维功在线阻垢、清洗
内容技术 传统化学清洗 维功在线阻垢、清洗
主动性、及时性、周期性 被动,不及时,不仅影响经济性,而且对机组安全构成威胁,是不得已而为之 主动,及时,可以随时进行
运行中防腐蚀防垢 不能,做不到 能,能达到无腐蚀,不结垢
节能效果 化学清洗后投运初期有,后期结垢多耗能 可保持机组一直处于清洁、高效状态
减排 可显著减少排污,由于节能/节煤而减少SO2\CO2\NO灰渣\烟尘等的排放
对汽轮机的清洗 不能实现 能达到优异效果
介质腐蚀性 强腐蚀性 无腐蚀,对机组全面保护
金属对介质的敏感性 敏感,个别具高敏感性 所有金属(高界面能)材料都能得到保护
对基体金属的损伤 有使金属表面变得活化、粗糙 无 保持表面光滑,使表面钝化
钝化膜外观及特性 外观光鲜,但不耐久(20 天以内),机组启动后脱落,须重造(相当于重新腐蚀) 蓝-蓝黑色,大气中耐久>90天。耐久性膜,机组启动不会脱落、无须重造
需否停机 需要 不需要
化学特征 溶解性 非溶解性
垢被去除后的形态 离子态 微粉状
庞大的临时系统 需要 不需要
工艺复杂性 复杂 简单易行
耗时性 特定工期 运行中随时进行
生态性/环保性 大量废液排放,材料设备损耗 无废液排放,无材料设备损耗
维功在线阻垢、清洗步奏
实施
第一阶段
根据蒸汽流量小剂量注入
调整
第二阶段
根据蒸汽流量逐步增大加注量
深化
第三阶段
根据机组负荷变化状态进一步注入
冲刺
第四阶段
根据机组设计负荷调整加注量
满足不同时期的设备
新投运机组
对于新投运机组,采用本技术可替代投运前的化学清洗,在吹管及启动过程中完成防腐蚀、防垢及腐蚀产物/氧化皮的去除工作。
已运行多年的机组
对于已运行多年的机组,若采用本技术,可使锅炉、汽轮机已产生的垢和积盐逐步清除,从此不再需要停机或开缸清洗。
新投运或结垢尚不严重机组
对新投运的机组或结垢尚不严重的机组,若采用本技术防腐蚀、防垢,可显著减轻机组腐蚀、有效防止结垢,使机组始终保持洁净和高效率。
适用范围广
适用所有发电(包括核电)机组和供热机组。
客户现场展示 Customer site display
施工案例分析 Construction case analysis

福建联合石油化工有限公司乙烯装置裂解气压缩机K20201在主汽阀、抽汽阀全开的情况下,透平总进气量由1月份的460t/h下降至6月12日的404t/h左右,输出功率从 2020年1月31前的43000KW以上,下降至6月12日的36200KW左右,经过研判为透平结垢所致,透平结垢对机组稳定运行带来严重影响。

6月14日,与维功环保科技(南京)有限公司交流透平在线清洗技术,经评估该方案的风险及可行性后编制清洗方案并加以实施。考虑到炼化装置的复杂性,开始清洗比较保守,通过一段时间的运行监测,药剂没有对乙烯透平及关联系统造成任何损害,相反透平功率在缓慢升高。经后期逐步恢复正常加药量,透平输出功率经一个多月的在线清洗恢复到42000KW,达到了预期效果。


透平负荷
透平装置负荷逐步增大,恢复接近原始出力
装置负荷
系统装置负荷逐步提高,恢复接近原始出力
轮室压力
透平一级后压力逐渐下降,恢复接近至原始状态
机组位移
透平位移逐渐下降,恢复接近至原始状态
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