（陕西延长石油（集团）有限责任公司榆林炼油厂，维功环保科技（南京）有限公司）

摘 要：近年来，在政府节能降耗、节水限水等大政策和形势下，中压蒸汽水汽质量和汽轮机长周期运行管理面临着更大的压力和挑战。汽轮机是炼油化工装置的关键设备，如果发生积垢和效率下降，会直接影响装置的正常生产运行，甚至被迫停机停工抢修，将给企业带来巨大的经济损失。汽轮机不停机在线加药清洗除垢新技术，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，工艺简单，操作方便，可在汽轮机正常运行工况下向中压蒸汽介质内，加维功公司的专用PTOC—1128清洗保养剂，不需要下调参数运行，故可根据设备状况有计划、安全稳妥地、无限次地随时对汽轮机进行正常运行工况下在线清洗除垢，不需要任何装置停工、设备停机的保养措施，使热力设备在清洁、高效状态下运行，达到节能降耗，减排增效。

关键词：汽轮机积垢；汽轮机效率；轮室压力；在线清洗除垢；清洗机理 

1 新技术研究及应用背景

炼油厂2021年下半年，四车间200万吨/年柴油加氢装置K102汽轮机、三车间100万吨/年连续重整装置K202汽轮机在运行周期后期，出现结垢问题，轮室压力和主汽门开度不断升高, 汽轮机效率严重下降；K-102汽轮机轮室压力额定值2.2Mpa实际运行值3.0-3.5Mpa主汽门开度80%左右；K-202轮室压力额定值2.68Mpa实际值3.0MPa主汽门开度90%左右；由于生产物料无法平衡、无法进行装置停工开缸抢修清洗汽轮机。炼油厂K102和K202两台汽轮机设备的安全长周期运行，存在重大关键技术难题，面临着前所未有的压力和挑战，同时严重影响了柴油加氢和连续重整装置正常生产，严重制约了各装置的提加工量需求。

图1-1  汽轮机轮室压力运行参数

2 新技术主要科技创新

面对汽轮机不能停机影响正常生产又要清洗积垢提高效率，同时还要对汽轮机设备内部无腐蚀无损失，对中压蒸汽热力系统也不能造成二次污染的难题，炼油厂相关技术人员和管理人员进行了积极的了解、研究和探索新技术新方法。

首先组织了技术讨论，并尝试在暖机低转速状态下、降低中压蒸汽进汽温度，采用湿饱和蒸汽冲洗法，对K102和K202汽轮机进行了清洗除垢但效果不佳，说明积垢物为主要成分为硬垢，即钙盐、硅盐或着氧化铁等物质或者其混合物，不易溶解与水或者湿蒸汽。

随后又通过大量了解和搜集透平汽轮机在线清洗行业先进技术，现场深度技术交流，组织讨论分析技术可行行和安全风险研判，决定采用维功环保科技（南京）有限公司的PT0C-1128汽轮机清洗保养剂，并结合现场实际情况进行优化调整，对K-102和K-202两台汽轮机进行不停机不开缸在线注剂清洗除垢。

2.1 技术简介

它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，工艺简单，操作方便，可在汽轮机正常运行工况下向中压蒸汽介质内，加专用PTOC—1128清洗保养剂，不需要下调参数运行，故可根据设备状况有计划、安全稳妥地、无限次地随时对汽轮机进行正常运行工况下在线清洗除垢，不再需要任何装置停工、设备停机的保养措施，使热力设备在清洁、高效状态下运行，达到节能降耗，减排增效。

2.2 清洗机理

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保养剂。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。

PTOC—1128清洗保养剂是由多种耐高温、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。这种清洗剂在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，并在系统中污垢表面成膜，对氧化皮、浮锈、钙盐、硅盐、钠盐产生特种界面渗透效应，垢层和腐蚀产物产生界面渗透、挤压、剥落等，使垢和腐蚀产物成微细粉末脱落、分散、悬浮于水中，通过排污排出。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，从而使基体金属得到完全保护。

2.3 汽轮机不停机在线加药清洗除垢技术与传统技术对比

表2-1  汽轮机不停机在线加药清洗除垢技术与传统技术对比

2.4 汽轮机不停机在线加药清洗除垢加注药剂方法

将维功公司PTOC-1128汽轮机清洗保养剂通过加药泵打入汽轮机入口中压蒸汽管道，加药过程在机组正常运行状态下进行、不要求下调任何参数。

在实际清洗时，刚开始药剂注入点为汽轮机入口中压蒸汽管线上游的中压蒸汽分水器顶部，由于中压蒸汽分水器出来的蒸汽除去汽轮机外，还有一部分去了2.2MPa蒸汽用户和凝结水疏水管线，存在清洗剂跑损问题；通过分析讨论并结合现场实际情况进行优化调整，将药剂注入点调整在汽轮机入口上游10米左右中压蒸汽管线疏水导淋处。

第一阶段（调整期）：时间为期十天，先通过小剂量加药，同时对蒸汽系统和凝水系统进行连续分析，控制各项指标稳定。凝水的电导率、二氧化硅、钠离子分析数据开始上升。

第二阶段（清洗期）：经过十天的调整后，应根据实际运行情况逐步加大药剂注入量，进入清洗阶段。凝水的电导率、二氧化硅、钠离子分析数据明显上升。

第三阶段（加强期）：根据第二阶段的分析结果，进一步调整药剂的注入量。凝水的电导率、二氧化硅、钠离子分析数据如果出现下降，说明已达到峰值，下降至稳定，则清洗结束。

图2-1  专用PTOC—1128清洗保养剂加药示意图

2.5 汽轮机不停机在线加药清洗除垢过程凝结水分析结果

图2-2  在线清洗除垢过程凝结水分析结果曲线图

2.6 汽轮机不停机在线加药清洗除垢适用范围

（1）对于新投用机组，采用本技术可替代投用前的化学清洗，在吹管及启动过程中完成防腐蚀、防垢及腐蚀产物的去除工作；

（2）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，避免停机或开缸清洗；

（3）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；

（4）适用所有炼油化工机组、发电（包括核电）机组、供热机组。

3 新技术实际清洗应用及效果

通过研究和使用汽轮机不停机在线加药清洗除垢技术，在2021年底至2022年3月份，炼油厂对K-102和K-202两台汽轮机进行了注剂清洗，去除动静叶片上的钠、二氧化硅、氧化铁等积垢，应用实施顺利有序进行。

图3-1不停机在线加药清洗除垢过程中汽轮机出口凝结水化验分析数据

对K-102和K-202两台汽轮机经过3个月左右清洗，通过前后数据对比汽轮机效率明显提升，具体如下：

（1）柴油加氢装置在装置加工量为180-185t/h，K102汽轮机排汽压力为0.020-0.028Mpa，转速为8600-8800rpm的工况下，通过同工况对比可知轮室压力下降0.4-0.5Mpa,稳定在3.0Mpa以下，调速汽门开度下降了14%左右，能控制在60%左右，通过在线清洗，汽轮机效率提升很大。

（2）柴油加氢装置K102汽轮机在线清洗后，装置加工量可提至215t/h，柴油加氢装置在装置高负荷运行、生产航煤、参炼进口原油、催化柴油加工量大等工况下，汽轮机排汽压力为0.018-0.028Mpa，转速为9000-9100rpm，机组负荷较重，但轮室压力运行值为3.0-3.2Mpa,稳定在3.2Mpa以下，调速主汽门开度54-69%，能控制在70%以下。

（3）100万吨/年连续重整装置K202汽轮机清洗时间较短，取得类似清洗效果，相同重整加工量为90t/h，排气压力为0.025Mpa，转速为8100rpm，轮室压力为2.7-2.8Mpa下降0.2-0.3Mpa，主汽门开度70-75%左右下降15-20%，汽轮机效率明显提升。

4 经济效益和社会效益分析  

（1）解决了汽轮机重大关键技术难题

炼油厂在K-102和K-202汽轮机经过不停机在线清洗除垢后,效率有极大提升，降低了轮室压力和主汽门开度；在加工负荷高、生产航煤、参炼进口原油 、催化柴油加工比例增大、循环氢系统组分变重的生产情况下，汽轮机仍然能满足生产，充分说明不停机在线清洗除垢起到了极大的作用，解决了两台汽轮机关键设备的安全长周期运行重大关键技术难题，消除了设备运行大隐患；

（2）避免了停机停产带来的经济损失4.642亿元

避免了200万吨/年柴油加氢装置、100万吨/年连续重整装置及相关装置的被迫长时间停工切料及生产经济损失，根据炼油厂生产效益核算报表，连续重整装置停工生产收入损失至少1928万元/天，柴油加氢装置停工一天生产收入损失至少2714万元/天，合计避免生产损失4642万元/天；两套装置被迫停工降温抢修至开工出合格产品至少需要时间10天，所以避免生产收入损失至少4.642亿元；

（3）避免了两台汽轮机停机开缸抢修费用（材料费及人工费）30多万元

5 新技术研究及应用总结

汽轮机不停机在线加药清洗除垢新技术，安全环保无毒无害，方便省时省力，费用低，主动性高，还随时可以根据汽轮机运行状态进行加药清洗，实现在汽轮机设备及装置正常运行正常生产的情况下，不下调参数，在线清洗提高了汽轮机效率，解决汽轮机设备安全长周期运行重大关键技术难题，消除汽轮机设备运行安全大隐患。

在日益注重安全、环保、效益的今天，汽轮机不停机安全稳定清除汽轮机叶片积盐积垢、提高汽轮机运行效率，是一项利国利民的重要工作和课题，它不仅有效地帮助企业消除安全隐患，同时又给企业带来巨大的经济效益，值得在各行业汽轮机用户进行推广。

第一作者简介：拓存定，男，35岁，工作单位陕西延长石油榆林炼油厂，设备主任，设备管理与维修专业高级工程师，中国设备工程专家库高级专家。