汽轮机腐蚀的原因和防治措施

摘 要：文章介绍了汽轮机腐蚀形成的原因，分析了水质好坏对腐蚀的生成有重大影响。腐蚀的根本原因来自凝结水精处理系统，提出了几种提高精处理效果的措施，取得了较好的效果。

关键词：汽轮机；腐蚀；水质；精处理

引言

在超临界热力系统中，传统的汽包锅炉已不能适应技术的要求，取而代之的是有着更为优越的性能的直流锅炉。但是直流锅炉致命缺点是不能对汽水进行排污，所以对水质有着极高的要求，水质的好坏直接影响着锅炉和汽轮机的安全健康运行。文章针对我厂大修过程中发现的汽轮机腐蚀现象进行分析，在凝结水精处理方面采取了积极的防治措施，使汽轮机的腐蚀问题得到了有效的解决。

1 汽轮机腐蚀的原因

水质的好坏，是导致汽轮机腐蚀的直接也是最重要的因素，汽轮机腐蚀和积盐与蒸汽的质量密切相关，汽轮机的腐蚀类型有酸性腐蚀、点腐蚀、冲击损伤和水滴磨蚀。

1.1 高压缸腐蚀积盐积垢

在汽轮机的高压部分，蒸汽没有发生相变，始终是干蒸汽。高压缸部分在运行中通常不会引起腐蚀问题。但是机组在停运期间，由于高压缸附着的盐和垢的吸潮性，将会发生电化学腐蚀，其腐蚀的严重程度与垢的成分有关。如果凝结水精处理投运不正常，或给水含铁量较高，高压缸容易发生铁垢沉积。

1.2 中压缸腐蚀积盐积垢

汽轮机中压缸主要发生硅垢和NaCl等盐类的沉积。蒸汽中的含硅量较高时，往往在汽轮机的中压缸和低压缸都发生沉积。蒸汽中的氯化钠主要有两个来源，一是来自外部系统的漏入，包括凝汽器管的泄漏，二是来自凝结水精处理本身的释放，包括使用了不合格的碱再生阴树脂，凝结水混床运行终点控制不当，凝结水精处理氨化运行而再生又未按氨化运行的剂量再生。

1.3 低压缸腐蚀

汽轮机低压缸一般发生腐蚀现象比较多，发生积盐的现象比较少，主要是湿蒸汽能清洗盐垢。当蒸汽刚出现凝结水时一般出现在倒数第2级到第4级不等。如果蒸汽的质量不好，特别是含有无机阴离子时，往往对汽轮机叶片造成腐蚀。由于蒸汽中的各种盐类和无机酸等的汽、水分配系数都非常低，通常都在10-4数量级以下，汽轮机的初凝水不再是一般意义的凝结水，而是盐水。从机组实际检测证实，汽轮机初凝水的pH值可能降到中性或酸性，并含有Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、CH3COO-等。在低压缸的初凝区最容易发生点腐蚀。点腐蚀可以发生在汽轮机的运行过程中，也可发生在停运过程中。初凝水中的盐类，特别是含Cl-和SO42-的盐是产生点腐蚀的腐蚀介质。机组因混床终点控制不当，将有大量的氯离子漏出，导致蒸汽中氯离子含量偏高，造成初凝区发生点腐蚀。

我厂的汽轮机低压缸叶片产生的腐蚀正好为氯离子引起的点状腐蚀。

2 汽轮机腐蚀的防治

高塔分离是国内火电厂凝结水精处理分离再生最主要的工艺，其主要由树脂分离塔（SPT）、阴树脂再生罐（ART）和阳树脂再生兼贮存罐（CRT）三部分组成。SPT由直的筒体和倒置的锥台形筒体组成。反洗沉降及输送树脂时，水在直段部分有柱状的流动，内部搅动小，从而利用阴、阳树脂的密度差，借反洗强度的调节控制使阴树脂与阳树脂完全分离，分离后阴阳树脂的交叉污染在0.1%以下，然后再将阴、阳树脂分别用水输送到ART和CRT进行再生。再生好的阴树脂从ART用水和压缩空气输送到CRT。在CRT中进行阳阴树脂的混合，冲洗合格后备用。

2.1 优化调整树脂量和树脂配比

目前精处理系统存在树脂比例不恰当，再生系统参数设置不合理。《运行规程》中给出的树脂量，无法说明依据，甚至设备厂家說明书中数据也很混乱。

鉴于此，必须针对SPT、ART和CRT的设备尺寸图，结合再生步序，进行计算以确认树脂添加量是否得当，以及填装完毕后，树脂应达到的位置。

2.2 再生控制

在高塔分离法中，反洗流量的控制对树脂分离效果具有重要作用。采用该法的再生系统以高塔为核心，其结构特点是上部直径扩大形成锥体且塔身具有足够的高度，即可以保障阳树脂充分膨胀，而阴树脂又不会被冲出。树脂分离要求反洗流量渐次减小，以利于树脂的分离沉降，流量的设定分布要符合所用树脂的沉降速率规律。树脂反洗的2个流量平台要持续一定的时间，这样可以保持使树脂在该流量平台上有一个相对的动态平衡状态，有利于下一步的树脂沉降，保证树脂在有序的状态下进行分离。

2.3 优化混脂及混床投运条件

再循环泵的功能是在混床投入运行前提供再循环冲洗。再循环泵吸取阳床或混床出口的冲洗水将其送回到入口母管。在混床出口设有电导率在线检测，当检测到混床冲洗出水的电导率合格时，即阳离子导电度<0.1μS/cm时，混床再循环冲洗结束，投入正常运行。备用混床投入运行初期，其出水电导率（25℃）往往达到0.4～0.5μS/cm，甚至更高，虽然持续时间较短，但此时大量的杂质被带入给水，给机组安全和经济运行留下隐患。

2.4 严格控制出水水质和周期制水量

混床临近失效，出水电导率（25℃）开始上升，且具有明显上升趋势时就应切换混床运行，尽可能使混床切换时的出水电导率（25℃）不超过0.10μS/cm，防止混床大量“漏氯”。

由于目前树脂再生人员紧张，运行操作熟练程度不高，难以保证树脂再生水平，所以将混床失效水质指标：阳离子电导率和电导率均控制在0.10μS/cm，初期可用放宽到0.15μS/cm，并在以上指标基础上限制混床周期制水量。

2.5 精处理系统运行管理需要加大培训

精处理作为热力系统内部关键的水处理单元，虽然已经实现计算机自动化运行，但是针对某些问题，自动化程序无能为力，需要运行人员结合实际情况进行调整。目前能在故障情况下手动操作的人员较少，无疑是水汽品质进一步提高的一大障碍，因此需要加大人员技术培训力度。

3 结束语

精处理设备的正常运行是保证水汽品质的关键手段，其经济效益表现在水系统腐蚀速率降低，蒸汽中杂质离子浓度降低，可减轻汽轮机通流部位的腐蚀，提高蒸汽做功效率和机组负荷率，节省机组煤耗，延长机组主体设备的使用寿命，降低设备检修维护费用。

随着国内机组容量越来越大，更加需要重视化学监督指标的微量变化，加强化学监督管理及相关人员技术培训，方能有力保证机组安全经济运行。

参考文献

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作者简介：帅奔（1989-），男，助理工程师，主要从事火电厂运行管理工作。