600MW汽轮机在首次大修积盐的检查和诊断

600MW 汽轮机在首次大修积盐的检查和诊断

王涛英，徐军锋，郭包生，潘 惠，黄晓峰

摘要：对汽轮机转子叶片进行检查，发现高压转子叶片和部分中压转子叶片上的积盐厚达0.7mm ，元素分析和

可能导致积盐的几个因素，结合热化学试验，对1号机组提出整改措施，大修启动后饱和蒸汽钠含量较大修前1 引言

提高，良）沉积，发生的比例逐渐上升。

汽轮机参数越高，压力越高，沉积少量的盐类，也会使汽轮机的效率和出力显著降低，轴向推力增大，影响汽轮 机的安全经济运行。

2 托电1号汽轮机及其积盐情况

托电1号机组是日立公司生产，型号TC4F-40，亚临界、中间再热、单轴三缸、双背压四排汽、凝汽式机组。所有级均为冲动式结构，最大连续出力600MW ，最大的功率是668.2MW ，额定工况下热耗7762kJ/kWh ，从机头端往电机端看为逆时针转向。高压转子有9级叶片，中压转子有5级叶片，低压转子有 2×2×7级叶片，总共42级叶片，末级叶片长度为1016mm 。基本通流部件简介见图1.1。

日1号机组进行第一次常规性大修，对汽轮机高中低压缸进行了全面解体检查。解体后发现高中压转子及隔板的流道严重积盐，厚达0.7mm 。部分转子叶片的积盐情况见图2、3、4、5。

图1.2 高压转子第2级叶片积盐照片

图1.3 高压转子第3级叶片积盐照片

图1.4高压转子第8级叶片积盐照片

图1.5中压转子第5级叶片积盐照

3 叶片积盐状况分析

3.1 积盐厚度

转子及隔板的积盐基本分布在叶片背弧面、弧面、叶轮上，其中叶片背弧面积盐较厚。高中压转子叶片积盐厚度见图2.1和图2.2。

图3.1 高压转子叶片（背弧）积盐

图3.2 中压转子叶片（背弧）积盐

图3.1显示高压第7级积盐的厚度最小，其主要原因是一段抽汽口设置在高压第6、7级间，造成蒸汽压力、温度、流量在此变化后引起第7级叶片积盐厚度减小。3.2 积盐速率

积盐速率[mg/(cm2.a)]＝积盐量(mg/cm2)×8760(h/a)/两次大修间隔（h）公式（3.2）

表3.2高中压转子积盐速率与颜色

3.3 积盐成分

在高中压转子部分叶片及隔板采集到大约3～6g积盐，对积盐用X射线荧光光谱法做元素分析，用X射线衍射法做物相分析。分析结果如下：

高压叶片第2级的浅砖红色盐垢主要元素有52.2%O、27.4%Na、14.3%P、5.45％Fe、0.572％Al, 主要成分是65.12％Na3PO4、24.33％Na4.55Fe(PO4)2H0.45O、10.55％FeH4P2O8。

高压叶片第3级的浅砖红色盐垢主要元素

有44.3%O、31.3%Na、16.8%P、6.43％Fe、0.653％Al、0.402%Cu、0.110%Mn，主要成分是56.89％Na3PO4、25.61％Na4.55Fe(PO4)2H0.45O、17.5％FeH4P2O8。

高压叶片第8级的灰色盐垢主要元素有47.1%O、31.6%Na、14.0%P、1.94％Fe、1.37％Cu、1.10％Al、0.814％Si、0.794％Cl、0.673％Mo、0.536％S，主要成分是73.04％Na3PO4、17.94％Na2HPO4、2.68％Fe3O4、4.97％AlPO4、1.37％Cu。

中压叶片第5级的灰白色盐垢主要元素有51.2%O、29.1%Na、12.7%Si、1.71%Fe、1.36%P、0.819Cl、0.817%Mo、0.746%S、0.647%Al、0.569%C、0.313%Cu, 主要成分是55.34%Na2SiO3、20.45C3H6O2﹒6SiO2、18.94% Na2CO3、5.27%Fe3O4。

从上述分析结果可以看出：

（1）汽轮机高压转子叶片积盐的主要成分是磷酸钠盐，原因是磷酸钠盐在蒸汽中的溶解度最小，所以最先析出。

（2）汽轮机中压转子叶片积盐的主要成分是硅酸钠盐，原因是硅酸钠盐的溶解度要大一些，往往沉积在汽轮机的中压级内。

（3）在汽轮机各级中都存在铁的氧化物。

3.4 积盐的一般原因

积盐在汽轮机转子叶片表面的沉积与蒸汽污染有关，蒸汽污染的主要原因是机械携带和溶解携带。

机械携带是指炉水中的各种杂质以水溶液的状态带入蒸汽中。汽包中水滴的形成有以下三种形式：a.蒸汽泡破裂形成水滴；b.机械运动撞击而形成水滴；c.当炉水中存在有机物、细小悬浮物、水渣和碱性物质时，易产生泡沫，泡沫破裂产生小水滴。上述过程产生的水滴都具有一定的动能，能飞溅，当自身的重力大于摩擦力、浮力时，会下降；当自身的重力小于摩擦力、浮力时，会随蒸汽流上升，带出汽包，这些水滴中又溶解了许多炉水中含有的钠盐、硅化合物等杂质。这些杂质被带入蒸汽后，对蒸汽产生了污染。

蒸汽的溶解携带是因为蒸汽有溶解某些物质的能力，一般来说，蒸汽的压力越高，蒸汽的溶解能力就越强，特别是对硅酸，具有较强的溶解能力，因此饱和蒸汽中溶解了某些炉水中的杂质，这种饱和蒸汽因盐类溶解而携带炉水中某些物质的现象，叫做蒸汽的溶解携带。

溶解携带有以下两个特点：

（1）有明显的选择性，即溶解物质的能力有很大差异，也称选择性携带；

（2）溶解携带量随锅炉压力增大而增大。

4 汽轮机积盐的原因分析

4.1 1号锅炉汽包的连排管位置较二、三、四期的锅炉偏高，其中1号炉连排管低于正常水位线88 mm，二期低于正常水位线254 mm，三、四期低于正常水位线200 mm。导致1号锅炉从连排出来的炉水是汽水混合物，排污效果差，不利于炉水中含盐量的降低，影响蒸汽品质。

4.21号炉汽包顶部波纹板汽水分离器以下的焊缝总长度约为160米，共22道焊缝，开裂5道，开裂焊缝长度总共2米，其中1.2米位于水位线以上，导致汽水混合物进入汽包蒸汽空间的