135 MW汽輪機結垢原因分析與處理措施

劉 濤,陶紅衛

（寧波鋼鐵有限公司余能發電廠，寧波北侖315807）

135 MW汽輪機結垢原因分析與處理措施

劉 濤,陶紅衛

（寧波鋼鐵有限公司余能發電廠，寧波北侖315807）

寧波鋼鐵有限公司余能發電廠1#機組因凝汽器泄漏，海水進入熱力系統造成水質不良，導致汽輪機結垢，影響機組出力。通過采取汽機低負荷清洗的方法，有效去除了汽輪機葉片上的鹽垢，確保機組安全經濟穩定運行。

汽輪機；結垢；低負荷清洗

1 前言

電廠1#機組為全燃煤氣-汽輪發電機組，裝機容量135 MW，配置有杭州鍋爐廠生產的400 t/h超高壓煤氣鍋爐、南京汽輪機廠生產的超高壓中間再熱單軸雙缸雙排汽凝汽式150 MW汽輪發電機組。機組于2011年9月正式投入生產，2012年2月份開始，機組在相同負荷下主蒸汽流量增加，調節級壓力升高，針對此異常現象，電廠組織專業技術人員進行了調查分析。

2 結垢原因分析

2.1 原因分析

電廠1#機組循環水采用海水作水源的直流供水系統，為凝汽器提供冷卻水。2012年3月份根據化水檢測結果發現1#鍋爐主蒸汽含鈉量超標，最大值達160滋g/L，同時檢查發現凝結水含鈉大大超標。經查系凝汽器鈦管破裂（通過對凝汽器查漏，對泄漏點進行了處理），大量海水進入熱力系統，造成鍋爐爐水品質惡化。另外，機組過熱蒸汽溫度采用給水噴水減溫方式調節，一次、二次減溫水噴水量大，給水中鈉離子含量高，從而導致主蒸汽鈉離子超標。所以初步判斷由于水質原因，造成汽輪機葉片結垢。

2.2 對機組危害分析

因高參數汽輪機的通流面積很小,對結垢造成的影響極為敏感。汽輪機通流部分結垢將使通流面積減小。若維持各級壓力不變,流量將減少,使機組出力下降。若要保持出力,就要開大進汽閥,這必然使結垢級的壓降增大,造成軸向推力增加。此外,結垢使動、靜槽道表面粗糙,摩擦損失增加。若主汽閥、調節閥及抽汽逆止閥的閥桿上結垢引起卡澀,還可能導致汽輪機發生嚴重事故。在高壓汽輪機帶負荷運行中,要監視其內部的清潔狀況,只能靠壓力表對某些級段的壓力變化進行監督來實現。通常把調節級汽室、各段調整抽汽和非調整抽汽汽室作為壓力的監視點,通稱為監視段壓力。凝汽式汽輪機的監視段壓力與流量成正比,同一流量下,若監視段壓力較初投產時的數值高,表明監視點后面多級結垢,當監視段壓力增大5%~15%以上時,軸向推力將增大到威脅機組安全的程度。因此,在運行中,當監視段壓力超過規定極限值時,應對通流部分進行清洗或機械清除結垢。

3 汽輪機結垢低負荷清洗措施

3.1 清洗原理

由于鍋爐產出的蒸汽并不是絕對的清潔，其中含有各種鹽份和雜質,蒸汽在進入汽輪機內膨脹做功時,參數降低,攜帶鹽份的能力逐漸減弱,鹽份即被分離出來,緊緊的粘附在噴嘴、動葉和汽閥等通流部分的表面上,形成一層堅硬的鹽垢。汽輪機內沉積的物質可分為易溶于水的、稍溶于水的和完全不溶于水的。可溶性的均是鈉鹽,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。考慮到汽輪機內沉淀物質為鈉鹽，所以采取在汽輪機低負荷情況下使用濕蒸汽進行清洗，使汽輪機通流部分的鹽分被水溶解，從而去除鹽垢。

3.2 清洗方案與措施

汽機低負荷清洗要求在機組負荷10%~30%時進行，因機組負荷較低，清洗過程中要保持主汽溫度有50~60益的過熱度，且主、再熱汽溫偏差不能過大。此外應嚴密監視汽輪機差脹、振動、上下缸溫差、軸向位移等參數。

汽機低負荷清洗安排在公司定修，機組啟、停階段進行。第一階段為機組滑參數停機階段。機組負荷由109 MW（主汽壓力9.95 MPa，主汽溫度537益）時開始滑參數減負荷操作。負荷降至43 MW（主汽壓力4.16 MPa，主汽溫度352益）時，開始低負荷清洗，然后機組負荷維持在33 MW左右運行3 h，主汽壓力控制在3.3 MPa，主汽溫度控制在330益（保持50~60益過熱度）。清洗期間，鍋爐加大連排、定排排污量，根據化驗結果調整4#低加出口放水閥開度，每30 min定期對凝結水Na離子、電導率取樣檢測，見表1。

表1 凝結水檢測數據表（第一階段）

第二階段為定修完畢機組并網后低負荷沖洗。機組負荷維持在12 MW左右運行4 h，主蒸汽壓力控制在2.8 MPa，主蒸汽溫度在350益（確保主蒸汽過熱度在50益以上）。由于第一次清洗完成后的不合格水依然殘留在系統中，所以沖洗前在4#低加出口放水口放水、除氧器放水，將合格的除鹽水補充至凝汽器、除氧器內。檢測數據見表2。

表2 凝結水檢測數據表（第二階段）

從表1~2分析：第一階段，當機組負荷降至30 MW，汽溫315益時，凝結水含鈉量明顯升高，2 h后逐步降低，通過第二階段清洗，凝結水含鈉量明顯減少并趨于基本穩定，說明鈉鹽基本清洗干凈。

4 效果分析

1#機組經低負荷清洗后，機組不同負荷下主蒸汽流量、調節級后壓力比較如圖1、表3及圖2、表4所示。

圖1 清洗前后不同負荷下對應主蒸汽流量圖

表3 汽輪機清洗前后主蒸汽流量數據對比表t/h

圖2 清洗前后不同負荷對應調節級后蒸汽壓力圖

表4 汽輪機清洗前后調節級后壓力數據對比表MPa

通過對機組不同負荷下對應主蒸汽流量、調節級壓力的記錄表明，清洗效果良好，調節級后壓力恢復到系統剛投產時參數。

5 結語

蒸汽質量是影響汽輪機安全穩定運行的重要因素。較差的蒸汽品質能引起汽輪機轉子結垢,降低了汽輪機的運行效率。利用低參數蒸汽對汽輪機通流部分進行清洗，可以有效的去除因水質不良造成的汽輪機鈉鹽結垢。今后1#機組在運行中需要加強鍋爐汽水品質的監督，發現主蒸汽電導率、含鈉量異常時及時排查原因，檢查凝結水含鈉量是否正常以判斷凝汽器是否泄漏，確保鍋爐水質安全。

【1】王杭州.300MW汽輪機通流部分結垢清洗及防范[J].電力安全技術.2003（2）：14—15.

【2】彭欣.汽輪機通流部分結垢的吹洗處理.東方電氣評論[J].2002（3）: 153-157.

Analysis and Treatment M easures of Scaling in 135 MW Steam Turbine

LIU Tao,TAO Hongwei

(TheWasteHeatPowerPlantofNingboSteel,Ningbo,Zhejiang315807,China)

condenser leakage in the No.1 unit of the waste heat power plant of Ningbo Steel led to seawater entering the thermal power system to contaminate water quality and in turn caused scaling formation on the impellers of steam turbine,which affected the power output of the unit.The scaling of salt deposit was removed by taking the method of low-load cleaning,ensuring the safe,economic and stable operation of the unit.

steam turbine;scaling;low-load cleaning

TM 311

B

1006-6764（2014）02-0036-03

2013-09-02

劉濤（1980—），男，大學本科，畢業于中南大學熱動專業，工程師，現從事熱力技術管理工作。