飽和蒸汽汽輪機水蝕的預防措施及應用探討

吳宏宇

摘 要：飽和蒸汽輪機在運行的過程中，其內部的膨脹做功會不斷地增強，其內部的蒸汽含水量也不斷地增多，從而使得其葉片不斷地被水分侵蝕。如果不能夠采用有效的措施進行處理，就會直接影響汽輪機運行的效率和安全性。本文通過提出幾種方法來預防飽和蒸汽汽輪機水蝕現象。

關鍵詞：蒸汽汽輪機;水蝕現象;預防措施;應用策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.026

0 引言

在實際運行的過程中，可以通過提高汽輪機進汽的壓力和進汽的溫度來提升其運作的效率。一般在不改變進汽參數的基礎上，如果單純地增加發電量往往會降低排汽的壓力。在使用的過程中，凝汽式的汽輪機會在使用的過程中出現諸多蒸汽。如果水分蒸汽超過某一個限度時，就會使得葉片被水汽所侵蝕。久而久之就會縮短汽輪機的使用壽命[1]。如果長時間不處理則會使得汽輪機出現振動的危險。為了能夠有效地解決上述的問題。需要為預防飽和蒸汽汽輪機被水侵蝕提供有效的措施。

1 研究背景

我國早就在生產的過程中提出了節能減排的要求。隨著經濟和時代的不斷發展。在運用汽輪機回收水泥和玻璃等材料的過程中都會產生更多余熱。大家需要采用合適的方法來吸收余熱。另外，在進行冶金和化工工業生產的過程中也會產生大多多余的蒸汽。如果呢個夠充分地被利用的化，就會將其向空氣中排放，最終造成環境污染。因此，環保專家想出了用汽輪機來回收飽和的蒸汽。但是在汽輪機回收蒸汽的過程中，過多的蒸汽容易聚集在汽輪機葉片上，從而使得其葉片被侵蝕。所以在使用的過程中仍然存在諸多困難，也成為了近幾年熱議的話題。因此，大家都需要對飽和蒸汽汽輪機水侵蝕的現象進行預防和有效地應用。

2 飽和蒸汽汽輪機概述

飽和蒸汽汽輪機也屬于一種旋轉式蒸汽動力發展裝置。所有高溫高壓的蒸汽都會通過固定的噴嘴來不斷地加速運行，之后再有效地噴射到葉片上。這樣，裝有葉片的轉子也會不斷地旋轉，并保持對外做功的狀態。飽和式蒸汽汽輪機被廣泛應用于火力發電的過程中，也可以被廣泛地應用于冶金工業、化學工業和其他行業的發展過程中。

3 預防飽和蒸汽汽輪機水蝕現象的措施

3.1 提高葉片壽命

（1）在局部加入覆蓋層。可以在進汽邊局部位置覆蓋一層新的合金，并采用包括熱噴涂、堆焊、電鍍和化學轉化膜、涂料裝涂等方式進行加工。但是這種方法加工的工藝相對較為復雜，且會存在較大的殘余應力。如果處理不好，則容易使得覆蓋層脫落。

（2）激光強化。此工藝能夠釋放出能量較高的激光束，并在較短的時間內就加熱和融化工件表面的物質。并通過采用各種手段來將合金元素添加入新的合金層內部，這樣就能夠讓其表面變得更加堅韌。一般可以采用激光合金化、激光納米強化、激光固溶強化等方式來加工。這幾種方法相對投入較大。但是卻能夠在較短的時間內就迅速地實現加熱和冷卻，并讓其組織結構高度的細化。所有材料的通用性也顯得較強。因此可以在短時間內實現局部表面處理。使用過程中不僅實現了高度的自動化，且不會產生很大的污染。

（3）火焰淬火。也可以采用高頻感應和加熱淬火的方式進行加工。這種工藝可以采用感應加熱的方式進行加工，之后再低溫回火[2]。在這樣加工的方式下就會產生2-6mm厚度的火馬氏體，從而使得其強度變得更高。但是整體加熱的設備顯得較為復雜。整體設計和制作的過程都非常復雜。

3.2 提高排氣干度

（1）及時減少汽輪機內部的水分。飽和蒸汽在經過每次做功之后，其內部的干度都會有所下降。這些水分會隨著氣流的運動沖擊葉片。后續水分的堆積量也會變得越來越大，并在之后引發越來越嚴重的沖擊。常規的措施包括如下幾點：第一，可以在氣缸適當的位置開設疏水孔，以便在第一時間排出水分。也可以在隔板的底部開出一個疏水孔，這樣就可以將沒有被排出的水分流入下一級。也可以在隔板和汽道的前后位置裝上專用的甩水環，這樣就能夠收集水分。

（2）及時排出汽輪機內部水分。在經過每一次做功之后，其飽和蒸汽干度都會有所下降。如果內部的水分不能夠在第一時間排出，水分就會直接跟隨著氣流沖擊葉片，并直接流入下一級結構中。往后水分堆積的現象就會變得越來越嚴重。所以可以在氣缸上確定一個適當的位置來開疏水孔，以便能夠有效地排出水分。也可以咋隔板的地步開通一個水孔，這樣沒有被排出的水分就可以自動流入下一級，避免葉片受到二次沖擊。

（3）中間機內除濕。在這種方法背景下，先可以在汽輪機的內部安裝除濕裝置。其操作的過程如下：先可以讓濕掉的蒸汽從入口處進入到裝置內部，再借助離心式的噴嘴來壓縮成為高速氣流。水分就會因為內部慣性的作用而被甩到外部的集水槽內部，最后又會匯集到氣缸底部的集水井內部[3]。整個機器內部的干度就會得以提高。蒸汽就會在導流板的作用下改進方向，從而有效地進行做功。圖1有效地顯示了中間機內除濕示意圖。

4 結束語

綜上所述，本文主要闡述了如何解決因為蒸汽機內部的水蝕問題。主要提出了包括“提高葉片壽命”和“提高排氣干度”這兩種主要措施。在實際操作的過程中，由于飽和蒸汽具有特殊性。其工藝參數也會不斷地變化。大家需要結合不同的情況選擇合適的處理方式，才能夠有更好的效果。

參考文獻：

[1]楊新生.汽輪機動葉片水蝕問題研究及對策[J].電力設備，2017（05）：39-43.

[2]姚建華，賴海明.汽輪機末級葉片的激光強化技術[J].熱力透平，2017（05）：53-57.

[3]來敏華.進排氣管道布局不合理影響汽輪機性能[J].化工設備與管道，2016（05）：39-43.