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汽轮机叶片的腐蚀与积盐

来源:网络 责任编辑:小小

  汽轮机是火力发电厂三大主机——锅炉、汽轮机、发电机之一,本体由转动部分和固定部分组成。转动部分由叶轮、主轴、联轴器和叶片组成;固定部分由喷嘴、汽缸、汽封、隔板、紧固件、轴承等。

  

  在火力发电过程中,把热能转化成机械能的是汽轮机,在发电过程中,电厂的效率以及机组的安全将受汽轮机的影响。在汽轮发电机组运行时,在蒸汽进入汽轮机后,由于各种杂质被蒸汽携带进入汽轮机,会形成积垢腐蚀。尤其末级叶片在极苛刻的条件下运行,承受高温、高压、离心力、蒸汽作用力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。受损更是显著。而且随着负荷的提高,由于过热蒸汽携带杂质,越来越严重的腐蚀、积盐发生汽轮机叶片,机组安全运行和效率受到越来越显著的影响。

  

  当汽轮机启动时,如果通入的过热蒸汽质量未达到要求标准,此时如果投入运行,将 使盐分通过蒸汽的溶解和携带进入汽轮机,逐渐沉积在各级汽轮机叶片上,使叶片重量增加,对汽轮机出力产生影响;积盐不平衡还会引起重量不均匀,很有可能引起振动,在积垢下对叶片的腐蚀,会严重破坏叶片的材质及强度,容易在汽轮机运行时引发恶性的事故。

  

  一、叶片腐蚀的原因

  

  酸腐蚀

  

  汽轮机酸性腐蚀是由于蒸汽中的酸性物质在汽轮机低压缸初凝区汽——液两相间。主要存在于汽相,而酸性物质在初凝水中浓缩,使PH值降低,导致对酸性物质比较敏感的铸铁、钢件的腐蚀。经过高压缸做功后,主蒸汽进入低压缸,由于气缸容积的扩大和温度、压力的降低,主蒸汽将可能变成饱和蒸汽,甚至是湿蒸汽,最终形成凝结水,从而使蒸汽中的杂质,在此区域内进行重新分配,这时凝结水中的酸性将会升高。这些酸性升高的凝结水,随着叶片的运动打到内壁上,将造成酸性腐蚀。此时若气缸内空气较多,如空气漏入汽轮机、溶解氧含量超标等,则会加剧这种腐蚀。

  

  氧腐蚀

  

  氧腐蚀一般与下列因素有关:温度、PH 、溶解氧、负荷和流速。其中最重要的因素是溶解氧和PH值。叶片表面上会形成保护膜,这层保护膜的主要成分为氧化铁,当这层保护膜因各种因素被破坏,在表面接触到的水和保护膜的表面之间就会形成局部电池。此时,就会使铁从阳极析出,形成腐蚀。

  

  水冲蚀

  

  汽轮机在低负荷工况下运行时,随着单位功率的增大,汽轮机流道扩张角会逐渐增大,当其容积流量相对最优设计工况下的容积流量,出现急剧减少时,会使整个流场的参数发生很大变化。负荷越低,回流区越大。在启动初始,回流的范围会扩大,甚至扩大到整个排汽缸。而且对于大功率汽轮机,它的末级叶片的排汽,其湿度一般情况下都比较大,因此在末级动叶后,液态水滴被汽流大量的携带,冲击动叶,最终形成水冲蚀。

  

  级的温度上升,导致动叶片材料所能承受的许容应力降低,与此同时,动叶片负荷的增大,又导致动叶片弯曲应力增加, 这些都将给动叶片带来很大影响, 加上如果工作环境会使动叶片腐蚀,则静叶栅——喷嘴也很有可能受到腐蚀,喷嘴由于种种原因产生腐蚀,但被腐蚀程度不会恰好均匀,则会使静叶栅的蒸汽出口角不在设计工况, 动叶片所受蒸汽的大小及方向也偏离设计工况, 因此动叶片会受到一个较大的作用力。

  

  二、积盐

  

  当过热蒸汽变成饱和蒸汽,通过汽包引出,最终进入汽轮机,被过热蒸汽携带的各种杂质就会发生沉积,结垢在汽轮机的一些部位上,这种现象就是汽轮机积盐。污垢沉积在汽轮机的通流部分, 将导致汽轮机的蒸汽通流面积越来越小。

  

  积盐会导致汽轮机叶片变得更粗糙,严重时甚至使叶片的型线发生改变,影响蒸汽的流动和转子的转动,进而影响汽轮机的运行,使汽轮机的阻力增大。应及时地清除汽轮机内形成的盐类沉积物,以免日积月累,影响汽轮机的运行。

  

  汽轮机通流部分在经过一段时间的运行后,动静叶片不可避免的会产生结垢。这样会导致蒸汽通流流道的光顺程度降低,使汽轮机的效率随之降低。如果结垢现象严重,高压缸的前几级流道的通流面积将会减小,不但影响汽轮机的经济性,还可能会影响机组的轴向推力,从而危及机组的运行安全。因此,每隔一段时间,都要对汽轮机的动静叶片进行除垢清理。

  

  机组在运行中,要防止产生积盐沉积物;机组在启动停止时,就要防止金属的表面产生水膜,还要防止热力系统通入氧气。

  

  对已经产生的积盐的处理:对溶于水的易溶盐,可用湿蒸汽进行清洗,即向蒸汽中喷加水分,在汽轮机持续运行的情况下,通过蒸汽把水分送进汽轮机进行清洗;对不易溶于水的沉积物,因其不溶于水,不可用湿蒸汽清洗,可以采用机械的方法,如喷砂。

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