某超临界350MW机组叶片结垢分析及对策

吴玉华++路鹏

摘 要：介绍某厂350MW超临界机组汽轮机首次大修中对叶片状况的结垢情况，并进行了分析与诊断，总结了沉积物下腐蚀和损伤的原因，并从机理上进行了分析，同时提出了应对叶片腐蚀和损伤的防护方法。保证机组的运行安全性及正常寿命管理。

关键词：汽轮机叶片；腐蚀；腐蚀机理；防治措施

中图分类号：TM621.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0107-01

汽輪机的蒸汽品质是影响汽轮机可靠性的关键因素；是保证机组运行安全性、正常寿命管理、大修维护规范的基础。蒸汽中存在的腐蚀性杂质，会导致汽轮机部件由于腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳及腐蚀-侵蚀。杂质的沉淀还会导致热力损失，叶片效率降低，影响压强分布，阻塞阀门中的间隙和密封。为避免这些情况所引起的各种损坏及昂贵的修理费用，必须对汽轮机内蒸汽品质及系统内水质严加控制。

1 机组叶片积盐及腐蚀情况

某电厂1号机组是一台为350MW超临界汽轮发电机组，锅炉给水采用加氨全挥发处理工艺（AVT（O））。该机组于2013年9月8号运行首次投产，2016年5月进行了第一次大修，距离正式投产已近32个月。从大修前一年内统计的水汽报表来看，给水各项数据均在标准值允许范围内。给水和蒸汽中的氯含量未列入常规水汽监测的指标中。1号汽轮机开缸后分别对低压缸和高压缸垢样送至西安热工院进行垢样分析，为了机组的安全经济运行，查找设备运行中存在的问题，查明原因，从而根据问题采取针对性的处理措施，提高和延长机组的寿命。

图1、图2分别为高压缸隔板积盐、低压缸转子叶片积盐和高压转子情况图。清洗后，高压转子无明显残留物且未发现腐蚀情况。清洗后末一级、末二级叶片上无明显腐蚀点，出汽边毛刺还不明显。低压缸前4级存在积盐附着和局部团状腐蚀点。

2 机组叶片积盐及腐蚀情况分析（表1）

铜、磷、钙、钼和硫主要在高中压缸沉积；铁、钠、硅和氯在各级都有分布。由于超临界机组主再热汽温在570℃左右，在这么高蒸汽温度下，水蒸气与铁反应会更加剧烈，除生成Fe2O3外，还会形成Fe3O4。当积累到一定厚度后，基体材料与氧化物膨胀系数不一样，随温差剧烈变化，引起剥落。在生成Fe3O4产生氢气，也会产生剥离作用。在超临界机组热力系统中通常不使用铜合金，但高压给水管道中含有0.5%-0.8%铜。给水采用AVT（O）全挥发处理工艺，给水PH控制在标准值9.3-9.6的上限，高PH值条件下易发生铜溶解。铜与氨络合后易在蒸汽中溶解，随蒸汽向汽轮机通流转移。铜在蒸汽中的溶解度随压力、温度升高而升高，随着汽轮机做功，氧化铜随着压力温度下降沉积。磷是由于化学清洗时残留未冲洗干净有关。纳和氯大量存在与凝结水精处理树脂再生处理有关。其中Cl-存在，对P91、P92材质腐蚀有加速作用，对设备影响较大。氢氧化钠和钠盐促进了汽轮机内应力腐蚀和裂纹的产生。无论何时添入固体碱性物质（NaOH，Na3PO4），必须监测蒸汽钠含量。

3 防止超临界机组积盐、结垢、腐蚀措施

通过对超临界机组积盐、结垢腐蚀情况和结合机组特性，为防止结垢腐蚀应积极采取措施。

3.1 控制机组启动时水冲洗质量

超临界机组采用直流锅炉，无法利用汽包排污。所以给水质量需控制好。启动时，严格按照锅炉启动曲线进行冷态冲洗或热态冲洗，水质合格时方可进行升温升压操作。冲洗从炉前系统开始，各系统逐一合格后，进行下一步工作。锅炉热态冲洗温度控制在140～170℃。为了避免氧化铁在叶片上沉积或产生其它方式的腐蚀，在启动之前铁的浓度必须低于50μg/kg。

3.2 控制机组凝结水精处理投运

因是间接空冷机组，夏季环境温度高，夏季用电负荷也高，机组一般在高负荷运行，凝结水出水温度较高61℃以上，目前设置凝结水精处理退出温度较低60℃。通过与区内其他电厂及精处理厂家沟通，一般精处理树脂运行最高温度为65℃，故建议凝结水精处理退出温度设置为65℃。通过提高精处理退出温度，保证精处理投运率，确保凝结水水质合格。

3.3 加强超临界机组化学监督

按照DL/T 561-2013《火力发电厂水汽化学监督导则》的要求，定期对汽水品质进行监督，确保水汽品质满足运行要求。控制汽水中Na、Si、Fe、Cu等含量满足标准及制造厂要求。铁的浓度反映了腐蚀的程度。

4 结语

超临界机组积盐、结垢腐蚀原因很复杂，通过对结垢成份分析，结合结垢特点，采取以上措施可以控制和减少汽水中杂质含量，从而提高机组运行经济性及安全性。endprint