利用濕蒸汽沖洗汽輪機(jī)通流部分可溶性鹽垢

王長友,黨占東,胡海

（本鋼板材股份有限公司發(fā)電廠，遼寧本溪117021）

利用濕蒸汽沖洗汽輪機(jī)通流部分可溶性鹽垢

王長友,黨占東,胡海

（本鋼板材股份有限公司發(fā)電廠，遼寧本溪117021）

通過對汽輪機(jī)組通流部分阻力大、推力瓦溫度高的原因進(jìn)行分析，得出其主要原因?yàn)橥鞑糠纸Y(jié)垢嚴(yán)重，流通面積縮小，導(dǎo)致汽輪機(jī)做功能力下降，使機(jī)組無法帶至額定負(fù)荷；并對通流部分結(jié)垢的原因進(jìn)行分析、研究，作出沖洗方案，以求降低機(jī)組的通流部分阻力、推力瓦溫度，提高機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)性。

單元制；滑參數(shù)；汽輪機(jī)通流部分；鹽垢

1 概述

某熱電廠的一臺C25-3.43/0.981型汽輪機(jī)（廠內(nèi)編號為31#）與焦化廠8#、9#干熄焦鍋爐配套運(yùn)行，構(gòu)成單元制熱力系統(tǒng)。

該機(jī)組推力瓦溫隨進(jìn)汽量增加而升高，最高已達(dá)117℃（該機(jī)組推力瓦溫度正常值＜80℃，報(bào)警上限值85℃，連鎖跳機(jī)值100℃）；調(diào)速級汽壓力呈上升趨勢，在負(fù)荷達(dá)17.8 MW時(shí)，調(diào)速級汽壓力最高達(dá)2.3 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定值(額定1.5 MPa)，只好限負(fù)荷運(yùn)行，有部分主蒸汽被迫通過減壓系統(tǒng)供出，嚴(yán)重影響機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

中壓汽輪機(jī)各段汽壓相對升高15%時(shí)就必須清除結(jié)垢，該機(jī)組調(diào)節(jié)級壓力相對升高53.3%，顯示通流部分結(jié)垢已達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度。

綜上所述，根據(jù)推力瓦溫度及調(diào)節(jié)級壓力的變化趨勢，初步判斷為汽輪機(jī)通流部分結(jié)鹽、流通面積相對縮小，導(dǎo)致汽輪機(jī)做功能力下降，使機(jī)組無法帶至額定負(fù)荷。

關(guān)于通流部分結(jié)垢的機(jī)理、鹽垢的化學(xué)成分、鹽垢的危害，可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。

2 結(jié)垢的解決辦法

汽輪機(jī)結(jié)垢后，解決的辦法主要有兩種：

（1）對于不溶于水的鹽類，只能進(jìn)行機(jī)械清理：停機(jī)揭汽缸，對結(jié)垢部件進(jìn)行人工鏟除。此法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又需要較長的時(shí)間，造成較大的損失，且難以將積垢清除干凈、徹底；

（2）對于可溶于水的鹽類，可以進(jìn)行蒸汽沖洗：采用滑參數(shù)停止、啟動汽輪機(jī)，使用濕蒸汽對通流部分進(jìn)行沖洗，將機(jī)內(nèi)溶于水的鈉鹽垢洗掉。此法省時(shí)省力，僅需要較短的時(shí)間，且可以將可溶性鈉鹽清除干凈、徹底；

3 通流部分可溶性鹽垢的沖洗

利用干熄焦檢修停爐、啟動的過程，對機(jī)組通流部分進(jìn)行沖洗；沖洗分“滑參數(shù)停機(jī)過程”和“滑參數(shù)啟動過程”2個(gè)階段進(jìn)行。

3.1 第一階段，滑參數(shù)停機(jī)過程

第一階段于2014年6月6日晨4：15開始減負(fù)荷至7：13打閘停機(jī)、轉(zhuǎn)速至零結(jié)束。

這個(gè)階段的主要目的是冷卻機(jī)組，為將來啟動機(jī)組過程進(jìn)行沖洗創(chuàng)造有利條件。

在這個(gè)階段，先降壓、后降溫，降溫速度≤1.5℃/min，蒸汽溫度不得低于相應(yīng)汽壓對應(yīng)的飽和溫度，過熱度最小控制在20℃；在過熱度降低至40℃以下，沖洗效果最為明顯，預(yù)計(jì)此時(shí)凝結(jié)水PNa濃度將出現(xiàn)峰值。此時(shí)，凝結(jié)水排放，以免二次污染，但是要注意協(xié)調(diào)好鍋爐補(bǔ)水問題。

停機(jī)過程，溫度控制如圖1所示，各項(xiàng)參數(shù)如表1所示。

圖1 停機(jī)沖洗冷卻過程溫度控制曲線

表1 機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)過程

由表1可見：

（1）采用滑參數(shù)逐步降低主蒸汽壓力、溫度，減負(fù)荷停機(jī)，機(jī)組汽缸得到較為充分的冷卻，經(jīng)過3個(gè)小時(shí)使上汽缸溫度由427℃降低到207℃，為第二階段的沖洗創(chuàng)造了有利的條件。

（2）在停機(jī)過程中對凝結(jié)水進(jìn)行化驗(yàn)顯示：PNa值開始為2240μg/L，至本階段結(jié)束時(shí)：48000μg/ L，中途出現(xiàn)峰值，最高值：282000μg/L。這表明采用滑參數(shù)停機(jī)，逐步降低主蒸汽壓力、溫度，減負(fù)荷停機(jī)過程對機(jī)組通流部分積鈉鹽的沖洗具有效果。

3.2 第二階段，滑參數(shù)啟動過程

第二階段于2014年6月7日早7：00機(jī)組開始沖轉(zhuǎn)至9：16機(jī)組定速結(jié)束。

這個(gè)階段的主要目的是利用飽和蒸汽在機(jī)組啟動過程中低轉(zhuǎn)速階段對通流部分進(jìn)行沖洗。

在滑參數(shù)啟動機(jī)組進(jìn)行沖洗的過程中，先升溫，后升壓，升溫速度≤2℃/min，汽溫不得低于蒸汽壓力對應(yīng)的飽和溫度，在升溫過程中蒸汽溫度比汽缸溫度高50℃。

啟動機(jī)組、沖洗過程中汽缸溫度及凝結(jié)水PNa值如表2所示。啟機(jī)過程，溫度控制如圖2所示。

由表3可見：在低轉(zhuǎn)速沖洗過程中，控制汽溫、汽壓，保持機(jī)組低轉(zhuǎn)速運(yùn)行達(dá)1.5 h，PNa值開始為112×103μg/L，下降至12.3×103μg/L，除鈉鹽效果明顯。

圖2 啟動沖洗過程溫度控制曲線

4 通流部分沖洗效果評估

從三個(gè)方面對沖洗效果進(jìn)行評估：

（1）凝結(jié)水PNa值的變化。沖洗前，凝結(jié)水PNa值2240μg/L；沖洗過程中，PNa值最高達(dá)到282×103μg/L，沖洗后PNa值12.3×103μg/L；清除鈉鹽效果明顯。

（2）通流部分阻力的變化。沖洗前，調(diào)節(jié)級壓力2.3 MPa；沖洗后1.1 MPa，降至額定值以下；沖洗前，推力瓦塊溫度最高值為117℃；沖洗后推力瓦塊溫度最高值為72.1℃，全部降至合格范圍；沖洗前，軸向位移0.53 mm，沖洗后，軸向位移0.12 mm，雖然沖洗前后的工況不盡相同，但是通過濕蒸汽沖洗，降低通流阻力效果是明顯的。

（3）機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的變化。沖洗前，有20 t/h新蒸汽通過大減壓，蒸汽參數(shù)由3.43 MPa/435℃降低至0.82 MPa/284℃外供，沖洗后，全部蒸汽通過機(jī)組做功，提高了機(jī)組出力，沖洗前，機(jī)組熱耗15.5 GJ/MW，沖洗后，在機(jī)組進(jìn)汽量與抽汽量相同的條件下，機(jī)組熱耗13.5 GJ/MW。沖洗后熱耗降低：2 GJ/ MW

沖洗后，機(jī)組能夠加到額定負(fù)荷25 MW，節(jié)約熱能的潛力：

2×25×24×90=108000 GJ，折合動力煤價(jià)值：316萬元。表明濕蒸汽沖洗，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

表2 機(jī)組滑參數(shù)啟動過程

5 結(jié)論

（1）濕蒸汽沖洗對清除鈉鹽效果是極為明顯的。沖洗過程中PNa值呈現(xiàn)起伏波動，說明清除鈉鹽不是一勞永逸的，需要在機(jī)組起停過程中堅(jiān)持這樣做，對清除通流部分鈉鹽提高機(jī)組的安全性也是必要的。

（2）濕蒸汽沖洗對降低通流部分阻力效果明顯。體現(xiàn)在調(diào)節(jié)級壓力、推力瓦塊溫度、軸向位移大幅度降低。

（3）濕蒸汽沖洗對降低機(jī)組熱耗，提高機(jī)組出力的效果明顯。

【1】李建剛主編.汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行（第一版）[M].北京:中國電力出版社,2006年7月.

【2】付忠廣編著.電廠汽輪機(jī)運(yùn)行與事故處理（第一版）[M].北京:中國電力出版社2007年7月.

【3】肖作善編著.熱力發(fā)電廠水處理（下冊）[M].北京:中國電力出版社1996年5月.

【4】林軍.汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的危害及清洗[J].中國科技縱橫.2013年第10期.

【5】常志強(qiáng).汽輪機(jī)通流部分清洗技術(shù)在6MW機(jī)組中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友.2009年第29期.

To W ash Soluble Salt Deposits in the Flow Section of Steam Turbine with W et Steam

Wang Changyou,Dang Zhandong,Hu Hai

（ThePowerPlantofBenxiIronandSteelCo.,Ltd.,Benxi,Liaoning117021,China）

Through analysis of the causes of high turbine flow resistance and high temperature of thrust bearing shoes,it was found that the main cause had been serious scaling in the flow section,which reduced the circulation area and in turn decreased the work capacity of steam turbine preventing the unit from boosting to rated load.The causes of salt deposit in the flow section were also analyzed and studied and a flushing plan was drawn up,to reduce the resistance in the unit flow passages,lower the temperature of the thrust shoes and improve the safety and economy of the generating unit.

unit system;sliding parameter;flow section of steam turbine;salt deposit

TK26

B

1006-6764（2014）12-0055-03

2014-06-19

王長友（1973-），男，大連理工大學(xué)，工學(xué)學(xué)士，工程師，現(xiàn)從事熱能與動力工程專業(yè)工作