CN110513161A - 一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统及方法，该系统包含汽轮机、用于向汽轮机中通入中压蒸汽的蒸汽管网且依次设有第一、二道蒸汽闸阀、速关阀和调节阀，在第一道蒸汽闸阀的进汽口和出汽口之间并联有旁路阀，在第二道蒸汽闸阀和速关阀之间连接有用于向蒸汽管网中配入锅炉水的锅炉水管线，并在锅炉水管线上沿水流方向依次设有配水阀和盲法兰，在锅炉水管线上还设有用于将盲法兰的部分锅炉水送入闪蒸槽进行汽液分离的锅炉水分支管路；在蒸汽管网上还设有放空管，并在放空管上设有第一、二道暖管放空阀。本发明利用饱和湿蒸汽进行清洗，能够实现在机组不停机状态下洗去转子动静叶片和喷咀上积存的结垢物的目的。
Description
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，涉及一种蒸汽带水清洗化工设备的方式，特别是涉及一种用饱和湿蒸汽清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统。
背景技术
合成氨装置正常运行时，由于汽轮机运行时间周期长，中高压蒸汽品质不能很好地保证，使得转子及其主要流道结垢越来越多，从而导致汽轮机在同等负荷下调节级压力明显升高，汽耗量随之消耗增大，最终使得汽轮机做功能力大幅下降，经济效果严重下滑。
发明内容
为了解决现有汽轮机清洗过程中存在的问题，本发明公开了一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统及方法，利用饱和湿蒸汽进行清洗，能够实现在机组不停机状态下洗去转子动静叶片和喷咀上积存的结垢物的目的。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明一方面公开了一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统，包含汽轮机（7），还包括用于向汽轮机（7）中通入中压蒸汽的蒸汽管网，在所述蒸汽管网上沿中压蒸汽的输送方向依次设有第一道蒸汽闸阀（1）、第二道蒸汽闸阀（2）、速关阀（5）、和调节阀（6），在所述第一道蒸汽闸阀（1）的进汽口和出汽口之间并联有旁路阀（9），在所述第二道蒸汽闸阀（2）和速关阀（5）之间连接有用于向蒸汽管网中配入锅炉水的锅炉水管线，并在所述锅炉水管线上沿水流方向依次设有配水阀（4）和盲法兰（3），在锅炉水管线上还设有用于将盲法兰（3）的部分锅炉水送入闪蒸槽（8）进行汽液分离的锅炉水分支管路；在所述蒸汽管网上还设有放空管，并在所述放空管上设有第一道暖管放空阀（10）和第二道暖管放空阀（11）。
作为一种优选实施方式，为了清洗汽轮机转子，所述盲法兰（3）为中间带孔的盲法兰，即可以在原本不带孔的盲法兰中间打孔改造成中间带孔的盲法兰，以方便清洗汽轮机内的转子。
作为一种优选实施方式，所述放空管设置在锅炉水管线和速关阀（5）之间。
作为一种优选实施方式，在所述汽轮机的下方设置有用于接收清洗后冷凝液的排污槽。
另一方面，本发明还公开了一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的方法，向通往汽轮机的压力为1.5~2.5MPa的中压蒸汽中配入压力为12~20MPa、温度380~450℃锅炉水变成压力为2-4MPa、温度230-250℃的饱和湿蒸汽，对转速不超过1500 rpm时汽轮机中的动静叶片进行冲洗。汽轮机转子在线清洗方法，主要操作方案是在汽轮机中压蒸汽入口管线喷锅炉给水（16MPa.420℃）的方式将中压蒸汽变为饱和湿蒸汽，在1500 rpm低转速下，通过蒸汽带水的方式，将汽轮机动静叶片上积存的污垢清洗下来。
进一步地，先通过压力1.5~2.5MPa、温度210~250℃的中压蒸汽进行暖管并利用饱和湿蒸汽对汽轮机做功的同时进行冷凝清洗汽轮机；然后向通往汽轮机的压力为1.5~2.5MPa的中压蒸汽中配入压力为12~20MPa、温度380~450℃锅炉水变成压力为2-4MPa、温度230-250℃的饱和湿蒸汽，对转速不超过1500 rpm时汽轮机中的动静叶片进行冲洗。
作为一种优选实施方式，清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的方法是通过如下步骤实现的：
（1）低压暖管：开启旁路阀（9）和第二道蒸汽闸阀（2）进行汽轮机暖管，当中压蒸汽管网中的蒸汽压力升到1.5~2.5MPa、温度维持在210~250℃之间时，汽轮机复位后缓慢打开速关阀（5）和调节阀（6），开始冲洗汽轮机的转子，并通过旁路阀（9）将中压蒸汽管网中的中压蒸汽维持在压力1.5~2.5MPa、温度210~250℃，通过中压蒸汽对汽轮机做功的同时在汽轮机冷凝以进行清洗；
（2）低转速清洗：将汽轮机的转速控制在1000~1500 rpm，通过调节配水阀（4），使中压蒸汽和锅炉水变成的饱和湿蒸汽始终维持在2-4MPa、温度230-250℃，对汽轮机中的动静叶片进行冲洗；在注水降温过程中，要随时调整锅炉水配水阀（4）开度，确保汽轮机在饱和湿蒸汽的温度下运行；注水时若蒸汽温度低于饱和温度，蒸汽中带明水冲击汽轮机转子，易使汽轮机振动增大，严重时使汽轮机轴瓦损坏甚至转子受损；同时要密切监视汽轮机的轴振动，轴位移和轴瓦温度的变化，避免造成设备损坏，如果出现振值、位移严重偏离，要及时打闸停车；
（3）凝水检测：对从汽轮机中的流出冲洗水进行分析，冲洗水分析合格后变比配水阀停止向蒸汽管网中配入锅炉水，将蒸汽管网中中压蒸汽的温度升至230~250℃，压力升至2~4MPa；可以将排污槽中的冲洗后的冷凝水每10分钟取样分析一次，分析冷凝水中SiO2，Na+，电导含量，观察冷凝液颜色，来判断清洗效果；确认冷凝液分析合格后，关配水阀（4），停止注水，然后逐步提高蒸汽温度和压力到正常值，继续升高转速，正常开车并网。如转速上不去，应重新清洗，其最终清洗效果要看负荷正常后的轮室压力变化情况。
进一步地，可以通过提转速、降低蒸汽压力、降低排汽真空度等方式加大入口蒸汽量来提高清洗效果，提转速时要避开汽轮机的临界转速。
本发明在同等负荷下，不仅汽轮机调节级压力下降明显，增加了汽轮机的做功能力，而且汽耗量明显下降，经济效果非常显著。每天可节约中压蒸汽流量120t左右，创造了巨大的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明施例中汽轮机启动时清洗其转子的流程图。
图中：第一道蒸汽闸阀；2、第二道蒸汽闸阀；3、开孔的盲法兰；4、配水阀；5、速关阀；6、调节阀；7、汽轮机；8、闪蒸槽；9、旁路阀；10、第一道暖管放空阀；11、第二道暖管放空阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统，包含汽轮机（7），还包括用于向汽轮机（7）中通入中压蒸汽的蒸汽管网，在所述蒸汽管网上沿中压蒸汽的输送方向依次设有第一道蒸汽闸阀（1）、第二道蒸汽闸阀（2）、速关阀（5）、和调节阀（6），在所述第一道蒸汽闸阀（1）的进汽口和出汽口之间并联有旁路阀（9），在所述第二道蒸汽闸阀（2）和速关阀（5）之间连接有用于向蒸汽管网中配入锅炉水的锅炉水管线，并在所述锅炉水管线上沿水流方向依次设有配水阀（4）和盲法兰（3），在锅炉水管线上还设有用于将盲法兰（3）的部分锅炉水送入闪蒸槽（8）进行汽液分离的锅炉水分支管路；在所述蒸汽管网上还设有放空管，所述放空管设置在锅炉水管线和速关阀（5）之间，并在所述放空管上设有第一道暖管放空阀（10）和第二道暖管放空阀（11）；其中，所述盲法兰（3）为中间带孔的盲法兰，在所述汽轮机的下方设置有用于接收清洗后冷凝液的排污槽。
来自蒸汽管网的中压蒸汽首先通过入口管线上第一、二道蒸汽闸阀，继而通过速关阀5和调节阀6才能进入汽轮机旋转做功；所述锅炉水通过锅炉水管线连接配水阀4和开孔的盲法兰3供给，用于向汽轮机7中提供循环锅炉水；回液口通过汽轮机与表冷器出水管连通；其中，回液口指的是汽轮机做完功后的乏汽出口，位于汽轮机末端，表冷器连接在汽轮机末端，用于为汽轮机的乏汽换热的设备。
另一方面，本发明还公开了一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的方法，先通过压力1.5~2.5MPa、温度210~250℃的中压蒸汽进行暖管并利用饱和湿蒸汽对汽轮机做功的同时进行冷凝清洗汽轮机；然后向通往汽轮机的压力为1.5~2.5MPa的中压蒸汽中配入压力为12~20MPa、温度380~450℃锅炉水变成压力为2-4MPa、温度230-250℃的饱和湿蒸汽，对转速不超过1500 rpm时汽轮机中的动静叶片进行冲洗。
具体地，清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的方法是通过如下步骤实现的：
（1）低压暖管：开启旁路阀（9）和第二道蒸汽闸阀（2）进行汽轮机暖管，当中压蒸汽管网中的蒸汽压力升到1.5~2.5MPa、温度维持在210~250℃之间时，当开车条件具备后，按下复位按钮，使汽轮机复位后缓慢打开速关阀（5）和调节阀（6），开始冲洗汽轮机，汽轮机从低转速运行到高转速为一个过程，并通过旁路阀（9）将中压蒸汽管网中的中压蒸汽维持在压力1.5~2.5MPa、温度210~250℃，通过中压蒸汽对汽轮机做功的同时在汽轮机冷凝以进行清洗；
（2）低转速清洗：将汽轮机的转速控制在1000~1500 rpm，通过调节配水阀（4），使中压蒸汽和锅炉水变成的饱和湿蒸汽始终维持在2-4MPa、温度230-250℃，对汽轮机中的动静叶片进行冲洗；在注水降温过程中，要随时调整锅炉水配水阀（4）开度，确保汽轮机在饱和湿蒸汽的温度下运行；注水时若蒸汽温度低于饱和温度，蒸汽中带明水冲击汽轮机转子，易使汽轮机振动增大，严重时使汽轮机轴瓦损坏甚至转子受损；同时要密切监视汽轮机的轴振动，轴位移和轴瓦温度的变化，避免造成设备损坏，如果出现振值、位移严重偏离，要及时打闸停车；
（3）凝水检测：对从汽轮机中的流出冲洗水进行分析，冲洗水分析合格后变比配水阀停止向蒸汽管网中配入锅炉水，将蒸汽管网中中压蒸汽的温度升至230~250℃，压力升至2~4MPa；可以将排污槽中的冲洗后的冷凝水每10分钟取样分析一次，分析冷凝水中SiO2，Na+，电导含量，观察冷凝液颜色，来判断清洗效果；确认冷凝液分析合格后，关配水阀（4），停止注水，然后逐步提高蒸汽温度和压力到正常值，继续升高转速，正常开车并网。如转速上不去，应重新清洗，其最终清洗效果要看负荷正常后的轮室压力变化情况。
机组开车正常后，发现在同等负荷下，汽耗量明显下降（清洗前70t/h，清洗后65.3t/h），经济效果非常显著；调节级压力下降明显（3.2MPa降至2.3MPa），增加了汽轮机的做功能力；高压侧振动明显下降，由原来的53-56μm下降至37-39μm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统，包含汽轮机（7），其特征在于：还包括用于向汽轮机（7）中通入中压蒸汽的蒸汽管网，在所述蒸汽管网上沿中压蒸汽的输送方向依次设有第一道蒸汽闸阀（1）、第二道蒸汽闸阀（2）、速关阀（5）、和调节阀（6），在所述第一道蒸汽闸阀（1）的进汽口和出汽口之间并联有旁路阀（9），在所述第二道蒸汽闸阀（2）和速关阀（5）之间连接有用于向蒸汽管网中配入锅炉水的锅炉水管线，并在所述锅炉水管线上沿水流方向依次设有配水阀（4）和盲法兰（3），在锅炉水管线上还设有用于将盲法兰（3）的部分锅炉水送入闪蒸槽（8）进行汽液分离的锅炉水分支管路；在所述蒸汽管网上还设有放空管，并在所述放空管上设有第一道暖管放空阀（10）和第二道暖管放空阀（11）。
2.如权利要求1所述的清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统，其特征在于：所述盲法兰（3）为中间带孔的盲法兰。
3.如权利要求1所述的清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统，其特征在于：所述放空管设置在锅炉水管线和速关阀（5）之间。
4.如权利要求1所述的清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的系统，其特征在于：在所述汽轮机的下方设置有用于接收清洗后冷凝液的排污槽。
5.一种清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的方法，其特征在于：向通往汽轮机的压力为1.5~2.5MPa的中压蒸汽中配入压力为12~20MPa、温度380~450℃锅炉水变成压力为2-4MPa、温度230-250℃的饱和湿蒸汽，对转速不超过1500 rpm时汽轮机中的动静叶片进行冲洗。
6.如权利要求5所述的清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的方法，其特征在于：先通过压力1.5~2.5MPa、温度210~250℃的中压蒸汽进行暖管并在对汽轮机内的冷凝进行清洗；然后向通往汽轮机的压力为1.5~2.5MPa的中压蒸汽中配入压力为12~20MPa、温度380~450℃锅炉水变成压力为2-4MPa、温度230-250℃的饱和湿蒸汽，对转速不超过1500 rpm时汽轮机中的动静叶片进行冲洗。
7.如权利要求6所述的清洗合成氨生产中汽轮机启动时转子的方法，其特征在于，是通过如下步骤实现的：
（1）低压暖管：开启旁路阀（9）和第二道蒸汽闸阀（2）进行汽轮机暖管，当中压蒸汽管网中的蒸汽压力升到1.5~2.5MPa、温度维持在210~250℃之间时，汽轮机复位后缓慢打开速关阀（5）和调节阀（6），开始冲洗汽轮机，通过旁路阀（9）将中压蒸汽管网中的中压蒸汽维持在压力1.5~2.5MPa、温度210~250℃，通过中压蒸汽对汽轮机内的冷凝对汽轮机进行清洗；
（2）低转速清洗：将汽轮机的转速控制在1000~1500 rpm，通过调节配水阀（4），使中压蒸汽和锅炉水变成的饱和湿蒸汽始终维持在2-4MPa、温度230-250℃，对汽轮机中的动静叶片进行冲洗；
（3）凝水检测：对从汽轮机中的流出冲洗水进行分析，冲洗水分析合格后变比配水阀停止向蒸汽管网中配入锅炉水，将蒸汽管网中中压蒸汽的温度升至230~250℃，压力升至2~4MPa。
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