汽轮机蒸汽的化学控制

摘 要：在发电厂中，锅炉和给水都经过了预处理和控制，以尽量减少锅炉、油管、过热器、再热器和涡轮机发生腐蚀损坏和沉积问题的风险，以及效率或产出的损失。国家制定了锅炉、给水、蒸汽化学控制指南国际标准，主要控制指标为阳离子导电性。还建议分别监测铀（例如氯化物和硫酸盐）。

关键词：阳离子；温度；叶片

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.062

近年来，在蒸汽中存在的乙酸和甲酸盐等有机物种已成为人们日益关注的问题。如果乙酸离子不被阳离子平衡，有机酸（如乙酸）的存在将大大降低凝结水的pH值。并导致一般腐蚀、点蚀和环境辅助开裂。如果蒸汽中的乙酸离子浓度为100 ppb，并且所有的乙酸离子都在液体中被分离。在凝结水中，乙酸根离子的最大浓度为10 ppm。当乙酸离子浓度为10 ppm时形成乙酸，则凝结水的pH值在90℃为 4.3然而，进一步的工作是需要建立更可靠的蒸汽中的乙酸浓度和乙酸化合物状态（酸盐）。

1 阳离子导电率

阳离子电导率，又称阳离子交换后电导率或酸电导率，是通过强阳离子交换柱测量的电导率。该树脂柱取代了阳离子，从而产生的溶液中含有污染阴离子的酸。阳离子导电性是连续体存在的可靠指标。从无机物种如氯化物、硫酸盐和有机阴离子如乙酸盐和甲酸盐中进行胺化。

二氧化硅被认为对腐蚀不起作用。然而，蒸汽中的二氧化硅会导致涡轮叶片沉积，从而降低涡轮效率。

氯化物是涡轮机中最具腐蚀性的污染物之一。浓度为100 ppb的氯化物对点蚀有显著的有害影响，点蚀可能是环境的刽子手，导致裂缝。

硫酸盐是另一种阴离子杂质，可导致与腐蚀有关的涡轮故障。与蒸汽中氧化铁含量高有关的主要危险是涡轮初期阶段的固体颗粒侵蚀和涡轮进口阀的沉积，以及随后的堵塞。

蒸汽中铜含量过高的主要不利影响是由于矿床的积累而造成产量的损失。此参数仅适用于铜合金冷凝器。

大量的调查表明机器裂纹发生率与氧的存在有一致的关系。氧在点蚀和裂纹萌生过程中起着重要作用。限值的溶解氧蒸汽设置通常小于5 ppb，但在氧疗中可高达25 ppb和50 ppb10。

2 温度、压力和水分分布与圆盘开裂位置的关系

蒸汽温度和压力的分布因站而异，取决于汽轮机的设计和运行条件。全负荷下低压涡轮盘孔的温度分布凝结开始在大约90℃。在给定压力下，温度低于蒸汽饱和点，假设出口端有堵塞的流动，如果没有其他来源的热量传递给金属，则应与金属表面相似。然而，应该注意的是，金属在圆盘上的温度。由于密封蒸汽的传热作用，密封密封附近的钻孔温度高于主蒸汽温度和饱和温度。当主蒸汽是湿的时，水滴可能仍在金属表面上形成，但是蒸发发生以防止液体膜的堆积。当金属表面发生湿/干循环并形成杂质沉积时，SCC更有可能。然而，到目前为止，该地区的圆盘和叶片的应力腐蚀开裂还没有报告。人们相信，SCC没有发生是由于金属表面没有充分的结露，虽然有人担心卸载期间浓缩杂质可能形成在凝结水。

3 凝结温度和凝结水层厚度

如上文所述，涡轮机内的温度和压力分布很复杂，而且各站之间也有差异。汽轮机中蒸汽水分含量的变化，也就是凝结水开始发生的确切位置。应该指出的是，在运行过程中，涡轮机的温度和压力分布在运行過程中、启动和关闭期间存在着变化，因此，有些地方将经历循环干/湿蒸汽条件。此外，早期的凝结水会形成通过蒸汽流动局部过冷和杂质的存在，确定饱和温度。

4 叶片和圆盘表面的杂质

锅炉和给水在正常运行条件下受到严格控制.。然而，在运行过程中，给水和锅炉水中的杂质含量很高由于几下几点： （A）水处理不足（例如脱矿及除气设备故障）；（B）冷凝器泄漏；（C）起动时水凝的瞬变；（D）锅炉、给水管内的腐蚀产品的污染，

在高温高压下，盐可以溶解在干蒸汽中（蒸汽输送）。盐在蒸汽中的溶解度是蒸汽压力、温度和分配系数的函数 （蒸汽中盐浓度与水中盐浓度的比值）。腐蚀性盐在蒸汽中的溶解度分离系数一般在10-3～10-4之间，且随温度和压力的增加而增大。

这些杂质也可以通过引入锅炉水的液滴（机械输送）进入蒸汽中。在管式减温器中，由于蒸汽注入给水进行过热/再热温度控制，锅炉水泄漏到过热蒸汽中，可能会产生杂质。当蒸汽进入涡轮机时，蒸汽中的杂质可通过沉积（从蒸汽到固体）和凝结（从蒸汽到液体）输送到金属表面。在LP涡轮机上，以及在HP和IP涡轮机上，特别是在主要的化学反应期间。由于局部过冷，即使蒸汽湿度小于1%，也会形成早期凝结水。当蒸汽湿度在1%以上时，涡轮表面可以形成连续的液膜。叶片和圆盘表面形成的杂质降低了涡轮效率，造成点蚀、腐蚀和应力腐蚀开裂。

5 结论

综上所述，本文讨论了凝结水中的氯污染问题。所得结论可应用于其他非挥发性物种，即.。如果在1%的湿度水平下，在涡轮表面形成液膜，则液相中的挥发是蒸汽相的100倍。离子电导率为0.2 S/cm（25C），相当于20 ppb的硫酸根离子，是唯一的阴离子。因此，液相中硫酸盐的最大浓度为2 ppm。在正常操作条件下，蒸汽中硫酸盐浓度控制在3 ppb以下，则液相中硫酸根离子的最大浓度为300 ppb。

作者简介：王聪（1990-），男，吉林松原人，本科，学士，初级工程师，研究方向：压力容器、换热器。