300MW汽轮机低压转子叶片腐蚀原因分析及对策

第38卷第7期2016年7月

华电技术

Huadian Technology

Vol.38 No.7

Jul.2016 300 M W汽轮机低压转子叶片腐蚀

原因分析及对策

高强生1赵苏平2

(1.浙江浙能技术研究院有限公司，杭州310003; 2.浙江浙能嘉华发电有限公司，浙江嘉兴 314201)

摘要:在目前国内高参数火力发电机组汽水指标控制均良好的情况下，对某电厂300 MW机组低压转子腐蚀原因进行 分析，从机组水汽控制指标、机组真空度、初凝区、停炉保护、材质等方面阐述了造成低压转子叶片腐蚀的原因，并提出相 应的防范措施，确保机组安全、经济运行。

关键词:汽轮机叶片;氧腐蚀;初凝区;氯离子;点蚀;氢电导率

中图分类号:TK478 文献标志码：B文章编号：1674 - 1951 (2016)07 - 0043 -04

1机组概述

某电厂汽轮机组为上海汽轮机厂生产的300

MW亚临界、中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽式汽

轮机，属于反动式汽轮机，与1025 t/h亚临界、中间

再热、控制循环汽包炉及300 MW水氢氢冷发电机

配套。该汽轮机组于2012年大修中进行了通流改

造，汽轮机扩容至330 MW，高压转子增加2级叶片，

中压转子增加1级叶片。该机组设置2台凝结水精 处理混床，单台混床正常处理量为450 m3/h，混床运 行方式为氨化运行，制水周期长。给水处理采用氧 化性全挥发处理方式，即AVT(O)方式，炉水加质量 比为13的NaOH+ Na3P〇4混合液。

2腐蚀情况

在2015年该机组B修检查中发现，低压转子第 3〜5级叶片及低压缸隔板存在严重腐蚀现象，腐蚀 呈斑块状，深黄色铁锈，锈蚀痕迹布满整个隔板，尤 其第3级叶片腐蚀物垢下存在腐蚀坑，检查第3级 叶片PH值为8，腐蚀情况如图1所示。

3大修后水汽质量情况

该机组在AVT(0)工况下运行，控制给水pH值 为9.2〜9.6,给水溶氧质量浓度<7 pg/L。炉水中 SK〇质量浓度<200 呢/L，过热蒸汽SK〇质量浓 度<20^g/L，凝结水精处理实行氨化运行。从大修 以来机组的水汽品质统计及炉内查定数据看，凝结 水氢电导率为0• 06〜0. 40 i^S/cm，炉水中Cl-质量浓度为0.9〜555.00呢/L，炉水中SK〇质量收稿日期：016 - 02 - 19;修回日期:2016 - 07 - 04

a叶片表面腐蚀物

图1低压转子A侧第3级叶片腐蚀情况

浓度为2. 13〜372.49网/L。

4机组垢样检测结果及分析

对该机组汽轮机低压转子叶片腐蚀垢样进行分 析，结果见图2,从分析报告中可看出，Fe2〇3的质量

分数为14. 4%，/(以/〇2计）的质量分数为81.26%，其他阴离子及杂质含量均较小。F e〇3可 认为是主要的腐蚀产物，/可认为是从蒸汽携带而来并在汽轮机沉积的结果。

过热蒸汽溶解/〇2的能力很强，蒸汽中携带的

b 腐蚀物刮除后现腐蚀坑

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华电技术第38卷

时间

图3 2014年7— 12月炉水中Si 02

质量浓度查定情况

5腐蚀特征判断及腐蚀成因分析

叶片的腐蚀形态呈斑块状，深黄色铁镑，腐蚀物

垢下存在腐蚀坑，从以上腐蚀特征分析，认为具有点 蚀和氧腐蚀共同作用的特征。5.1

点蚀特征

钢的点蚀特征是在金属表面部分地区出现纵深 发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微。点 蚀产生的原理为：当介质中含有某些活性阴离子，如

c r 时，这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某

些点上，从而使金属表面钝化膜发生破坏，一旦这层 钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时，露出的基体金 属呈活化状态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了 活性-钝性腐蚀电池，由于阳极面积比阴极面积小 得多，阳极电流密度很大，所以腐蚀往深处发展，金 属表面很快就被腐蚀成小孔。

从炉水查定的数据看（如图4所示），该机组 2014年7 — 12月

c r 质量浓度有偏大甚至超标的

现象。

c r 在初凝区富集，使初凝水中富含c r 。另

外，从凝结水查定数据看，凝结水混床出口 c r 质量 浓度也有偏大现象，该机组精处理混床出水c r 质 量浓度最高时超过88.25 ^g /L (2015 -01 -19)。

600

r

0.52% 0.56%

0.69% \ / ,0.64%

14.4%

81.26%

图2机组汽轮机叶片垢样检测结果

S 会在过热器中溶于蒸汽，并随着蒸汽在汽轮机中

膨胀，压力和蒸汽过热度均随之下降，使Si 达到饱

和，并在汽轮机叶片表面上沉积，使汽轮机叶片腐蚀 物中出现Si

质量分数较高的现象。

从电厂查定的数据看（如图3所示），该机组 2014年7 — 12月相当长一段时间内，炉水中

SK 0

的质量浓度偏大。

时间

图4 2014年7 — 12月机组炉水c r

质量浓度查定情况

5.2氧腐蚀特征

钢的氧腐蚀特征是在被腐蚀的表面形成许多大 小不一的鼓包，鼓包表面颜色为黄褐色或砖红色，表 层下的腐蚀产物为黑色粉末状，刮除腐蚀产物后可 见金属表面上的腐蚀坑。这些特征都在本次腐蚀叶 片上呈现，故认为该腐蚀特征为氧腐蚀。氧腐蚀产 生的原理:金属壁的FeO

保护膜因水质恶化和热力

等原因部分被破坏，露出基体，钢表面的水和保护膜 表面之间形成局部电池，Fe

从阳极析出，由于在腐

蚀产物膜下形成缺氧的活化阳极区和外部富氧阴极

区，构成了充气不同的电池，形成电化学腐蚀，导致 腐蚀产物下产生蚀坑。

5.3腐蚀原因分析

蒸汽在初凝区凝结而形成初凝水，酸性气体、盐 酸、有机酸（如乙酸、甲酸等）等物质溶解于初凝水， 降低初凝水滴的pH

值，部分液滴作用于叶片表面，

使叶片表面氧化膜破坏，露出的基体金属呈活化状 态，钝化膜处仍为钝态，形成活性-钝性腐蚀电池， 金属表面就被腐蚀成小孔。而在机组停运阶段，由 于停机保护的缺失以及大量〇2

的进人，汽轮机叶片 暴露在湿空气中，在氧化膜已破坏的表面，金属基体 与〇2

发生反应，当金属表面产生沉淀物后形成闭塞 区，导致pH

值进一步降低，腐蚀产物膜下缺氧阳极

区和外部富氧阴极区形成了氧浓差腐蚀电池，从而 使腐蚀进一步发展，对叶片造成损害。

6造成汽轮机叶片腐蚀的原因

6.1材质因素

低压转子1〜5级叶片材质都为

icrl 2M 〇,6,7

级材质不同。l &12M 〇是一种耐热合金钢，但不耐

腐蚀，应用于腐蚀性较弱场合。

炉水Si 02测量值

—■一炉水Si 02在线表值

o

5

0 5 0 5

3 2 2 1 1(一丨一

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