汽輪機(jī)通流部分積鹽、結(jié)垢
1、汽輪機(jī)通流部分積鹽、結(jié)垢的危害
使汽輪機(jī)通流表面變得粗糙,增大蒸汽流動時的摩擦損失,從而降低汽輪機(jī)的效率。
汽輪機(jī)通流部分積鹽使蒸汽的通流截面積減少,降低汽輪機(jī)的輸出功率。
鹽類物質(zhì)沉積在隔板噴嘴上,會增大隔板前后的壓力差,從而增大隔板的彎曲應(yīng)力。
鹽類物質(zhì)沉積在動葉上,會增大葉輪前后的壓力差,從而增大汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向推力,使推力軸承過負(fù)荷,嚴(yán)重時甚至?xí)斐赏屏S承烏金融化,動靜部分發(fā)生摩擦、碰撞。
鹽類物質(zhì)沉積在軸封上,使軸封環(huán)卡死失去彈性而造成軸封部分損壞。
當(dāng)沿汽輪機(jī)圓周積鹽不均勻時,將影響轉(zhuǎn)子的平衡,使汽輪機(jī)振動加大,甚至造成嚴(yán)重事故。
2、結(jié)垢分析與預(yù)防
2.1汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的機(jī)理及化學(xué)成分
由于鍋爐產(chǎn)出的蒸汽并不是絕對的清潔(其中含有各種鹽分和雜質(zhì)),蒸汽在進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功時,參數(shù)降低,攜帶鹽分的能力逐漸減弱,鹽分即被分離出來,緊緊地黏附在噴嘴、動葉和汽閥等通流部分的表面上,形成一層堅硬的鹽垢。汽輪機(jī)內(nèi)沉積的物質(zhì)可分為易溶于水的、稍溶于水的和完全不溶于水的??扇苄缘木氢c鹽,如碳酸鈉、硫酸鈉、硅酸鈉、氯化鈉等;不溶性的是二氧化硅、氧化銅、三氧化二鐵等。
2.2超超臨界汽輪機(jī)通流部分常見積鹽、結(jié)垢分析
超超臨界機(jī)組汽輪機(jī)積鹽、結(jié)垢絕大部分沉積物集中在高中壓缸動葉和導(dǎo)葉的凸起部位。汽輪機(jī)葉片積鹽pH值高主要是積鹽中存在氫氧化鈉,銅、磷和硫主要在高中壓缸沉積;鐵、鈉、硅和氯在各級都有分布,低壓缸沉積物成分比較固定。
在超臨界機(jī)組熱力系統(tǒng)中,通常不使用銅合金,并認(rèn)為是無銅系統(tǒng),機(jī)組給水AVT水處理工況下,控制的給水pH值在標(biāo)準(zhǔn)值9.2~9.6的上限。但高壓給水管道材料為WB36(15NiCuMoNb5),含有0.5~0.8%的銅,在高pH值下容易產(chǎn)生銅的溶解。機(jī)組給水全揮發(fā)性水處理工況下,水中氨含量增加至1mg/L時,不僅會使由給水中轉(zhuǎn)移到蒸汽中的銅增加,而且還會使鍋爐水冷壁上的銅沉積物被清洗下來而帶到汽輪機(jī)的通流部位。根據(jù)氨濃度的不同,在溶液中會形成不同的銅結(jié)合物,直至呈[Cu(NH3)]2+形態(tài),含有大量氨的銅化合物在蒸汽中溶解度的提高,加劇了銅沉積物自鍋爐向超臨界壓力汽輪機(jī)通流部位的轉(zhuǎn)移。
在AVT水處理工況下,國內(nèi)超超臨界機(jī)組普遍存在的問題是機(jī)組運行9個月后流動加速腐蝕表現(xiàn)比較明顯,運行一年后表現(xiàn)十分嚴(yán)重,水汽中鐵離子含量大大增加,由最初的主蒸汽含鐵量1.5ug/1上升至10.3ug/1,蒸汽中攜帶鐵離子進(jìn)入汽輪機(jī)隨著溫度及壓力變化,沉積于汽輪機(jī)葉片背弧處,尤其高壓缸葉片根部、中壓缸背弧處特別嚴(yán)重。下圖為江蘇某超臨界機(jī)組運行近兩年后,汽輪機(jī)解體時發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)葉片大面積鹽與結(jié)垢,如圖1、圖2。
無論機(jī)組處于何種水處理工況,如果水質(zhì)、鍋爐燃燒工況控制不好,都會出現(xiàn)汽輪機(jī)積垢與腐蝕。汽輪機(jī)的積垢主要來自于蒸汽的溶解攜帶和機(jī)械攜帶,正常情況下以蒸汽的溶解攜帶為主,但過熱器、再熱器有氧化皮脫落時以蒸汽的機(jī)械攜帶為主。蒸汽溶解攜帶的物質(zhì)主要包括氧化產(chǎn)物、氯化物、硫酸鹽、乙酸鹽、碳酸鹽、鈉、硅等物質(zhì)。隨著蒸汽壓力在汽輪機(jī)中下降,鹽類的溶解度也會逐漸降低,當(dāng)蒸汽中某雜質(zhì)的含量高于其溶解度時就會發(fā)生沉積,不同的雜質(zhì)依據(jù)其溶解特性沉積在汽輪機(jī)的不同部位。
2.3預(yù)防措施
嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)組啟動階段的化學(xué)監(jiān)督;嚴(yán)防鍋爐超溫運行、溫度速率變化過大,造成氧化皮生成與脫落;機(jī)組啟動時做好氧化皮旁路吹掃工作,嚴(yán)禁蒸汽攜帶氧化皮進(jìn)入汽輪輪機(jī);防止凝汽器滲漏,如果發(fā)生滲漏一定保證精處理樹脂氫型運行。
做好停爐防腐工作,防止過熱器、再熱器彎頭積水造成停運期間腐蝕。目前超超臨界機(jī)組大都采用熱爐放水、余熱烘干法進(jìn)行保養(yǎng)。嚴(yán)格控制管壁溫差不超過制造廠允許值前提下應(yīng)盡量提高鍋爐受
熱面放水壓力和溫度,停爐期間加強(qiáng)過熱器和再熱器系統(tǒng)疏水的排放,并確保管內(nèi)剝落的氧化皮在停爐期間和啟爐過程中始終處于干燥、松散狀態(tài),以利于蒸汽吹掃。一些電廠保養(yǎng),當(dāng)分離器出口壓力1.60MPa,溫度295度,開啟爐水冷壁系統(tǒng)、過熱器系統(tǒng)、再熱器系統(tǒng)各疏水和放空氣門進(jìn)行帶壓放水。放水后關(guān)閉鍋爐各放水門和各放空氣門,啟動真空泵抽真空,保養(yǎng)效果良好。
責(zé)任編輯:蔣桂云