某超臨界350MW機組葉片結垢分析及對策

吳玉華++路鵬

摘 要：介紹某廠350MW超臨界機組汽輪機首次大修中對葉片狀況的結垢情況，并進行了分析與診斷，總結了沉積物下腐蝕和損傷的原因，并從機理上進行了分析，同時提出了應對葉片腐蝕和損傷的防護方法。保證機組的運行安全性及正常壽命管理。

關鍵詞：汽輪機葉片；腐蝕；腐蝕機理；防治措施

中圖分類號：TM621.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0107-01

汽輪機的蒸汽品質是影響汽輪機可靠性的關鍵因素；是保證機組運行安全性、正常壽命管理、大修維護規范的基礎。蒸汽中存在的腐蝕性雜質，會導致汽輪機部件由于腐蝕、應力腐蝕、腐蝕疲勞及腐蝕-侵蝕。雜質的沉淀還會導致熱力損失，葉片效率降低，影響壓強分布，阻塞閥門中的間隙和密封。為避免這些情況所引起的各種損壞及昂貴的修理費用，必須對汽輪機內蒸汽品質及系統內水質嚴加控制。

1 機組葉片積鹽及腐蝕情況

某電廠1號機組是一臺為350MW超臨界汽輪發電機組，鍋爐給水采用加氨全揮發處理工藝（AVT（O））。該機組于2013年9月8號運行首次投產，2016年5月進行了第一次大修，距離正式投產已近32個月。從大修前一年內統計的水汽報表來看，給水各項數據均在標準值允許范圍內。給水和蒸汽中的氯含量未列入常規水汽監測的指標中。1號汽輪機開缸后分別對低壓缸和高壓缸垢樣送至西安熱工院進行垢樣分析，為了機組的安全經濟運行，查找設備運行中存在的問題，查明原因，從而根據問題采取針對性的處理措施，提高和延長機組的壽命。

圖1、圖2分別為高壓缸隔板積鹽、低壓缸轉子葉片積鹽和高壓轉子情況圖。清洗后，高壓轉子無明顯殘留物且未發現腐蝕情況。清洗后末一級、末二級葉片上無明顯腐蝕點，出汽邊毛刺還不明顯。低壓缸前4級存在積鹽附著和局部團狀腐蝕點。

2 機組葉片積鹽及腐蝕情況分析（表1）

銅、磷、鈣、鉬和硫主要在高中壓缸沉積；鐵、鈉、硅和氯在各級都有分布。由于超臨界機組主再熱汽溫在570℃左右，在這么高蒸汽溫度下，水蒸氣與鐵反應會更加劇烈，除生成Fe2O3外，還會形成Fe3O4。當積累到一定厚度后，基體材料與氧化物膨脹系數不一樣，隨溫差劇烈變化，引起剝落。在生成Fe3O4產生氫氣，也會產生剝離作用。在超臨界機組熱力系統中通常不使用銅合金，但高壓給水管道中含有0.5%-0.8%銅。給水采用AVT（O）全揮發處理工藝，給水PH控制在標準值9.3-9.6的上限，高PH值條件下易發生銅溶解。銅與氨絡合后易在蒸汽中溶解，隨蒸汽向汽輪機通流轉移。銅在蒸汽中的溶解度隨壓力、溫度升高而升高，隨著汽輪機做功，氧化銅隨著壓力溫度下降沉積。磷是由于化學清洗時殘留未沖洗干凈有關。納和氯大量存在與凝結水精處理樹脂再生處理有關。其中Cl-存在，對P91、P92材質腐蝕有加速作用，對設備影響較大。氫氧化鈉和鈉鹽促進了汽輪機內應力腐蝕和裂紋的產生。無論何時添入固體堿性物質（NaOH，Na3PO4），必須監測蒸汽鈉含量。

3 防止超臨界機組積鹽、結垢、腐蝕措施

通過對超臨界機組積鹽、結垢腐蝕情況和結合機組特性，為防止結垢腐蝕應積極采取措施。

3.1 控制機組啟動時水沖洗質量

超臨界機組采用直流鍋爐，無法利用汽包排污。所以給水質量需控制好。啟動時，嚴格按照鍋爐啟動曲線進行冷態沖洗或熱態沖洗，水質合格時方可進行升溫升壓操作。沖洗從爐前系統開始，各系統逐一合格后，進行下一步工作。鍋爐熱態沖洗溫度控制在140～170℃。為了避免氧化鐵在葉片上沉積或產生其它方式的腐蝕，在啟動之前鐵的濃度必須低于50μg/kg。

3.2 控制機組凝結水精處理投運

因是間接空冷機組，夏季環境溫度高，夏季用電負荷也高，機組一般在高負荷運行，凝結水出水溫度較高61℃以上，目前設置凝結水精處理退出溫度較低60℃。通過與區內其他電廠及精處理廠家溝通，一般精處理樹脂運行最高溫度為65℃，故建議凝結水精處理退出溫度設置為65℃。通過提高精處理退出溫度，保證精處理投運率，確保凝結水水質合格。

3.3 加強超臨界機組化學監督

按照DL/T 561-2013《火力發電廠水汽化學監督導則》的要求，定期對汽水品質進行監督，確保水汽品質滿足運行要求。控制汽水中Na、Si、Fe、Cu等含量滿足標準及制造廠要求。鐵的濃度反映了腐蝕的程度。

4 結語

超臨界機組積鹽、結垢腐蝕原因很復雜，通過對結垢成份分析，結合結垢特點，采取以上措施可以控制和減少汽水中雜質含量，從而提高機組運行經濟性及安全性。endprint