汽轮机叶片的腐蚀及积盐

汽轮机叶片的腐蚀及积盐

摘要：对火力电厂的运行产生直接影响的汽轮机,可以把热能转化为机械能。由于，汽轮机在运行过程中，会不断通入过热蒸汽，而这些蒸汽多少都会带有杂质，这样的过热蒸汽进入汽轮机后，随着蒸汽的做工，温度降低，同时，蒸汽依次流经高压缸、中压缸、低压缸，压力降低。会在机组中产生沉积物。作为汽轮机的重要组成部分，叶片会形成积垢及腐蚀。叶片会变得粗糙,严重时会改变叶片的线型, 从而影响蒸汽的流动，影响汽轮机的运行。

关键词：积垢酸腐蚀氧腐蚀水冲蚀

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。[1]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。

1、叶片腐蚀原因

1.1 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。[2]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。[3]

1.2 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。

1.3 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。［4］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。

2、积盐

当过热蒸汽变成饱和蒸汽，通过汽包引出, 最终进入汽轮机后,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。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,严重时甚至会部分的改变叶片的线型, 影响蒸汽的流动，转子的转动，进而影响汽轮机的运行，使汽轮机的阻力增大。应及时地清除盐类在汽轮机内形成的沉积物，以免日积月累，会影响汽轮机的运行。

汽轮机通流部分在经过一段时间的运行后, 不可避免的可能在动叶片，静叶片上产生结垢, 这样会导致蒸汽通流的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, 使高压缸的前几级流道的通流面积减小, 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，都要对汽轮机的动叶片、静叶片进行除垢清理。

机组在运行中，要防止积盐产生沉积物；机组在启动停止时，就要防止水膜产生在金属的表面，要防止热力系统因种种原因通入氧气。

对已经产生的积盐的处理：对易溶于水的易溶盐, 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,通过蒸汽把水分送往汽轮机进行清洗；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, 例如“ 喷沙法”等。

参考文献：

[1]曹西忠.曹志军.甄金《汽轮机发电机叶片水蚀分析》[J].莱钢科技.2011(4).

[2]周景云《汽轮机低压末级叶片腐蚀原因分析及其表面防护处理》【J】.中国新技术新产品.?2009(13)．

[3]李军普《汽轮机低压部分腐蚀分析》[J].河北煤炭.2008（5）.