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汽輪機葉片的腐蝕與積鹽

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汽輪機葉片的腐蝕與積鹽

發布日期:2021-03-09 作者: 點擊:

  汽輪機是火力發電廠三大主機——鍋爐、汽輪機、發電機之一,本體由轉動部分和固定部分組成。轉動部分由葉輪、主軸、聯軸器和葉片組成;固定部分由噴嘴、汽缸、汽封、隔板、緊固件、軸承等。

  在火力發電過程中,把熱能轉化成機械能的是汽輪機,在發電過程中,電廠的效率以及機組的安全將受汽輪機的影響。在汽輪發電機組運行時,在蒸汽進入汽輪機后,由于各種雜質被蒸汽攜帶進入汽輪機,會形成積垢腐蝕。尤其末級葉片在極苛刻的條件下運行,承受高溫、高壓、離心力、蒸汽作用力、蒸汽激振力、腐蝕和振動以及濕蒸汽區水滴沖蝕的共同作用。受損更是顯著。而且隨著負荷的提高,由于過熱蒸汽攜帶雜質,越來越嚴重的腐蝕、積鹽發生汽輪機葉片,機組安全運行和效率受到越來越顯著的影響。

  當汽輪機啟動時,如果通入的過熱蒸汽質量未達到要求標準,此時如果投入運行,將  使鹽分通過蒸汽的溶解和攜帶進入汽輪機,逐漸沉積在各級汽輪機葉片上,使葉片重量增加,對汽輪機出力產生影響;積鹽不平衡還會引起重量不均勻,很有可能引起振動,在積垢下對葉片的腐蝕,會嚴重破壞葉片的材質及強度,容易在汽輪機運行時引發惡性的事故。

  一、葉片腐蝕的原因

  2.1  酸腐蝕

  汽輪機酸性腐蝕是由于蒸汽中的酸性物質在汽輪機低壓缸初凝區汽——液兩相間。主要存在于汽相,而酸性物質在初凝水中濃縮,使PH值降低,導致對酸性物質比較敏感的鑄鐵、鋼件的腐蝕。經過高壓缸做功后,主蒸汽進入低壓缸,由于氣缸容積的擴大和溫度、壓力的降低,主蒸汽將可能變成飽和蒸汽,甚至是濕蒸汽,形成凝結水,從而使蒸汽中的雜質,在此區域內進行重新分配,這時凝結水中的酸性將會升高。這些酸性升高的凝結水,隨著葉片的運動打到內壁上,將造成酸性腐蝕。此時若氣缸內空氣較多,如空氣漏入汽輪機、溶解氧含量超標等,則會加劇這種腐蝕。

  2.1  氧腐蝕

  氧腐蝕一般與下列因素有關:溫度、PH 、溶解氧、負荷和流速。其中重要的因素是溶解氧和PH值。葉片表面上會形成保護膜,這層保護膜的主要成分為氧化鐵,當這層保護膜因各種因素被破壞,在表面接觸到的水和保護膜的表面之間就會形成局部電池。此時,就會使鐵從陽極析出,形成腐蝕。

汽輪機

  2.1  水沖蝕

  汽輪機在低負荷工況下運行時,隨著單位功率的增大,汽輪機流道擴張角會逐漸增大,當其容積流量相對設計工況下的容積流量,出現急劇減少時,會使整個流場的參數發生很大變化。負荷越低,回流區越大。在啟動初始,回流的范圍會擴大,甚至擴大到整個排汽缸。而且對于大功率汽輪機,它的末級葉片的排汽,其濕度一般情況下都比較大,因此在末級動葉后,液態水滴被汽流大量的攜帶,沖擊動葉,形成水沖蝕。

  級的溫度上升,導致動葉片材料所能承受的許容應力降低,與此同時,動葉片負荷的增大,又導致動葉片彎曲應力增加, 這些都將給動葉片帶來很大影響, 加上如果工作環境會使動葉片腐蝕,則靜葉柵——噴嘴也很有可能受到腐蝕,噴嘴由于種種原因產生腐蝕,但被腐蝕程度不會恰好均勻,則會使靜葉柵的蒸汽出口角不在設計工況, 動葉片所受蒸汽的大小及方向也偏離設計工況, 因此動葉片會受到一個較大的作用力。

  二、積鹽

  當過熱蒸汽變成飽和蒸汽,通過汽包引出,進入汽輪機,被過熱蒸汽攜帶的各種雜質就會發生沉積,結垢在汽輪機的一些部位上,這種現象就是汽輪機積鹽。污垢沉積在汽輪機的通流部分, 將導致汽輪機的蒸汽通流面積越來越小。

  積鹽會導致汽輪機葉片變得更粗糙,嚴重時甚至使葉片的型線發生改變,影響蒸汽的流動和轉子的轉動,進而影響汽輪機的運行,使汽輪機的阻力增大。應及時地清除汽輪機內形成的鹽類沉積物,以免日積月累,影響汽輪機的運行。

  汽輪機通流部分在經過一段時間的運行后,動靜葉片不可避免的會產生結垢。這樣會導致蒸汽通流流道的光順程度降低,使汽輪機的效率隨之降低。如果結垢現象嚴重,高壓缸的前幾級流道的通流面積將會減小,不但影響汽輪機的經濟性,還可能會影響機組的軸向推力,從而危及機組的運行安全。因此,每隔一段時間,都要對汽輪機的動靜葉片進行除垢清理。

  機組在運行中,要防止產生積鹽沉積物;機組在啟動停止時,就要防止金屬的表面產生水膜,還要防止熱力系統通入氧氣。

  對已經產生的積鹽的處理:對溶于水的易溶鹽,可用濕蒸汽進行清洗,即向蒸汽中噴加水分,在汽輪機持續運行的情況下,通過蒸汽把水分送進汽輪機進行清洗;對不易溶于水的沉積物,因其不溶于水,不可用濕蒸汽清洗,可以采用機械的方法,如噴砂。


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