汽轮机高压叶片积盐的原因浅析

汽轮机高压叶片积盐的原因浅析

秦皇岛热电厂(秦皇岛066003)孙文敏

文摘对秦皇岛热电厂1997年5月3号汽轮机大修时和1997年10月4号汽轮机小修时发现的高压叶片上的积盐原因及其危害性进行了分析，提出了相应的措施和建议。介绍了秦皇岛热电厂炉水采用全挥发性处理的优点，该法值得借鉴。

关键词汽轮机高压叶片积盐分析炉水全挥发性处理进行水汽质量监督，取得具有代表性的水汽样品，是正确进行化学监督的一个重要前提。我厂Ⅱ期汽轮机高压叶片多次发现积盐现象足以说明这个问题。

1原因分析

1.1积盐的发现

1997年5月3号机大修时和1997年10月4号机小修时均发现高压叶片上有白色沉积物，定性分析是易溶磷酸盐。

1.2炉水加药方式

我厂Ⅱ期为2台300 MW机组，给水无硬度。凝汽器采用钛管，不易泄漏，并有凝结水精处理设备，所以炉水加药采用低磷酸盐处理方式，标准为0.5～3 mg／L，加药至强制循环泵入口。

1.3积盐的形成

据统计，1996年8月至1997年8月4号机组SiO2不超标，而PO43-累计超标100 h，浓度范围为3.5～8 mg／L，说明磷酸盐加药经常过量。在给水纯净的情况下，Na3PO4是炉水含盐量的主要来源。PO43-

过量，旋风分离器分离效率较低时，蒸汽机械携带磷酸盐进入主蒸汽管道和汽轮机高压级。以溶解携带方式进入蒸汽中的硅酸盐，由于压力和温度的降低，钠化合物在蒸汽中的溶解度随压力降低而减小，当低于蒸汽中含量时，该物质就会以固态析出，并沉积在蒸汽通流部分的叶片上，形成积盐。

1.4炉水取样无代表性长期实践表明，正常运行时汽包压力为17.6

MPa，有关水质基本正常。而压力高于17.6MPa时，出现炉水

电导率、磷酸根、pH值下降的波动现象，电导率在5.0 μS／

cm 左右、PO43-浓度＜0.5 mg／L、pH值为9.0，接近蒸汽品

质；而当降负荷、压力低于17.6 MPa时，以上指标呈上升趋

势，PO43-浓度最高达10 mg／L，严重超标且长时间降不下来。

1997年11月采取磷酸盐均匀加药，不因所测浓度而改变冲程，然而1997年12月4号机大修和1998年4月3号机小修时均

又发现高压叶片有白色沉积物，主蒸汽管道取样也发现有白

盐，垢样大部分水溶并全部溶于10%盐酸。经分析表明：PO43-

占5%、Na+占10%、Fe2+占4%，确认此盐为Na3PO4和

NaFePO4。以上说明炉水取样无代表性。汽包示意见图1。1.5图1汽包水位与连续排污管位置

我厂3号、4号机长期低水位运行，高负荷时，汽包水位低于连排管，炉水取不到水样，取的是泡沫层中的汽水混合物，所以高负荷时炉水接近蒸汽品质，炉管及取样管内出现磷酸盐暂时消失的现象，故测不出PO43-；而当降负荷时，汽包水位高于连排管，可以取

到炉水样且磷酸盐暂时消失的现象不见了，Na3PO4又重新溶解到炉水中，使PO43-含量变大。所以磷酸盐加过量是由于炉水取样不具有代表性所至。

2积盐的危害

2.1对汽机的影响

我厂3号、4号机积盐速度是很快的，而且在启动水质控制不严、凝结水带入铁和排污率经常低于0.3%的情况下，会使这种积盐速度加快，这样会大大降低汽轮机的出力和效率，甚至造成事故停机。

2.2对锅炉的影响

炉管内磷酸盐暂时消失的现象更会频繁发生。因机组启停炉和负荷频繁变化，水流的冲刷，在割管时不易发现有积盐现象，高热负荷管段爆管现象仍会发生，1997年12月16日我厂4号炉干烧过热大面积爆管不能说与此无关，应予重视。当炉水含铁量高时，也会形成NaFePO4垢，其形成过程表示：

Na3PO4+Fe(OH)2＝NaFePO4+2NaOH

这种垢一旦发生，形成速度很快，能引起水冷壁管爆管事故。由于游离的NaOH的产生，容易引起碱腐蚀。

3措施与建议

3.1措施

3.1.1做热效率试验，确定汽包实际水位线，按要求改造连排管位置，在汽包正常水位200～300 mm以下使炉水取样具有代表性。1998年3月4号机大修，把汽包内炉水取样管向上取样改为与连排管水平

装置，使炉水取样代表性略有好转。但在高热负荷时炉水仍无代表性，所以建议改进连排管由上行再下行改为直接引出，这样不仅使炉水取样更具有代表性，且使连续排污更能起到作用(见图2)。

图2连续排污管改进建议

3.1.2控制炉水PO43-的含量，均匀加药，避免速度过快，增强化学运行人员的责任心，认真调节加药量，使PO43-浓度尽量维持在0.5～1.0μg／L左右。并改进试验方法，原来取水样5 mL，浓度测试结果不准确，应改为取水样20 mL，使试验精度提高四倍。

3.1.3降低炉水、给水含铁量，严格控制启动回收凝结水含铁量，以减少磷酸盐铁垢的产生。

3.1.4加强排污，我厂Ⅱ期排污率经常低于0.3%，应该在其小于0.3%时就进行排污，要执行定期排污制度。

3.2建议:我厂Ⅱ期炉水采用全挥发性处理，Na3PO4虽可防结钙镁垢，但能使炉水含盐量升高，有磷酸盐暂时消失现象的危害；况且我厂运行中负荷波动较大，炉水PO43-不易控制。全挥发性处理克服了以上弱点，并具有运行控制简单，易于调整，监测项目少等优点。我国有部分亚临界强制循环汽包锅炉采取了此法，我厂若采用此方法，不必增加新设备和监督项目，无需经济投资且可保留原有炉水加药设备不浪费。一旦凝汽器泄漏或因补给水处理控制不当，有酸性或碱性物质漏过时，可改为磷酸盐处理，正常后再恢复全挥发性处理。综上所述，在保证给水水质纯净，凝汽器采用钛管(不易氨蚀)，又设精处理装置的前提下，我厂炉水采用全挥发性处理是切实可行的。