135 MW汽輪機(jī)結(jié)垢原因分析與處理措施

劉 濤,陶紅衛(wèi)

（寧波鋼鐵有限公司余能發(fā)電廠，寧波北侖315807）

135 MW汽輪機(jī)結(jié)垢原因分析與處理措施

劉 濤,陶紅衛(wèi)

（寧波鋼鐵有限公司余能發(fā)電廠，寧波北侖315807）

寧波鋼鐵有限公司余能發(fā)電廠1#機(jī)組因凝汽器泄漏，海水進(jìn)入熱力系統(tǒng)造成水質(zhì)不良，導(dǎo)致汽輪機(jī)結(jié)垢，影響機(jī)組出力。通過采取汽機(jī)低負(fù)荷清洗的方法，有效去除了汽輪機(jī)葉片上的鹽垢，確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

汽輪機(jī)；結(jié)垢；低負(fù)荷清洗

1 前言

電廠1#機(jī)組為全燃煤氣-汽輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量135 MW，配置有杭州鍋爐廠生產(chǎn)的400 t/h超高壓煤氣鍋爐、南京汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超高壓中間再熱單軸雙缸雙排汽凝汽式150 MW汽輪發(fā)電機(jī)組。機(jī)組于2011年9月正式投入生產(chǎn)，2012年2月份開始，機(jī)組在相同負(fù)荷下主蒸汽流量增加，調(diào)節(jié)級(jí)壓力升高，針對(duì)此異?，F(xiàn)象，電廠組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行了調(diào)查分析。

2 結(jié)垢原因分析

2.1 原因分析

電廠1#機(jī)組循環(huán)水采用海水作水源的直流供水系統(tǒng)，為凝汽器提供冷卻水。2012年3月份根據(jù)化水檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)1#鍋爐主蒸汽含鈉量超標(biāo)，最大值達(dá)160滋g/L，同時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水含鈉大大超標(biāo)。經(jīng)查系凝汽器鈦管破裂（通過對(duì)凝汽器查漏，對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行了處理），大量海水進(jìn)入熱力系統(tǒng)，造成鍋爐爐水品質(zhì)惡化。另外，機(jī)組過熱蒸汽溫度采用給水噴水減溫方式調(diào)節(jié)，一次、二次減溫水噴水量大，給水中鈉離子含量高，從而導(dǎo)致主蒸汽鈉離子超標(biāo)。所以初步判斷由于水質(zhì)原因，造成汽輪機(jī)葉片結(jié)垢。

2.2 對(duì)機(jī)組危害分析

因高參數(shù)汽輪機(jī)的通流面積很小,對(duì)結(jié)垢造成的影響極為敏感。汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢將使通流面積減小。若維持各級(jí)壓力不變,流量將減少,使機(jī)組出力下降。若要保持出力,就要開大進(jìn)汽閥,這必然使結(jié)垢級(jí)的壓降增大,造成軸向推力增加。此外,結(jié)垢使動(dòng)、靜槽道表面粗糙,摩擦損失增加。若主汽閥、調(diào)節(jié)閥及抽汽逆止閥的閥桿上結(jié)垢引起卡澀,還可能導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生嚴(yán)重事故。在高壓汽輪機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行中,要監(jiān)視其內(nèi)部的清潔狀況,只能靠壓力表對(duì)某些級(jí)段的壓力變化進(jìn)行監(jiān)督來實(shí)現(xiàn)。通常把調(diào)節(jié)級(jí)汽室、各段調(diào)整抽汽和非調(diào)整抽汽汽室作為壓力的監(jiān)視點(diǎn),通稱為監(jiān)視段壓力。凝汽式汽輪機(jī)的監(jiān)視段壓力與流量成正比,同一流量下,若監(jiān)視段壓力較初投產(chǎn)時(shí)的數(shù)值高,表明監(jiān)視點(diǎn)后面多級(jí)結(jié)垢,當(dāng)監(jiān)視段壓力增大5%~15%以上時(shí),軸向推力將增大到威脅機(jī)組安全的程度。因此,在運(yùn)行中,當(dāng)監(jiān)視段壓力超過規(guī)定極限值時(shí),應(yīng)對(duì)通流部分進(jìn)行清洗或機(jī)械清除結(jié)垢。

3 汽輪機(jī)結(jié)垢低負(fù)荷清洗措施

3.1 清洗原理

由于鍋爐產(chǎn)出的蒸汽并不是絕對(duì)的清潔，其中含有各種鹽份和雜質(zhì),蒸汽在進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功時(shí),參數(shù)降低,攜帶鹽份的能力逐漸減弱,鹽份即被分離出來,緊緊的粘附在噴嘴、動(dòng)葉和汽閥等通流部分的表面上,形成一層堅(jiān)硬的鹽垢。汽輪機(jī)內(nèi)沉積的物質(zhì)可分為易溶于水的、稍溶于水的和完全不溶于水的?？扇苄缘木氢c鹽,如碳酸鈉、硫酸鈉、硅酸鈉、氯化鈉等。不溶性的是二氧化硅、氧化銅、三氧化二鐵等?？紤]到汽輪機(jī)內(nèi)沉淀物質(zhì)為鈉鹽，所以采取在汽輪機(jī)低負(fù)荷情況下使用濕蒸汽進(jìn)行清洗，使汽輪機(jī)通流部分的鹽分被水溶解，從而去除鹽垢。

3.2 清洗方案與措施

汽機(jī)低負(fù)荷清洗要求在機(jī)組負(fù)荷10%~30%時(shí)進(jìn)行，因機(jī)組負(fù)荷較低，清洗過程中要保持主汽溫度有50~60益的過熱度，且主、再熱汽溫偏差不能過大。此外應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)差脹、振動(dòng)、上下缸溫差、軸向位移等參數(shù)。

汽機(jī)低負(fù)荷清洗安排在公司定修，機(jī)組啟、停階段進(jìn)行。第一階段為機(jī)組滑參數(shù)停機(jī)階段。機(jī)組負(fù)荷由109 MW（主汽壓力9.95 MPa，主汽溫度537益）時(shí)開始滑參數(shù)減負(fù)荷操作。負(fù)荷降至43 MW（主汽壓力4.16 MPa，主汽溫度352益）時(shí)，開始低負(fù)荷清洗，然后機(jī)組負(fù)荷維持在33 MW左右運(yùn)行3 h，主汽壓力控制在3.3 MPa，主汽溫度控制在330益（保持50~60益過熱度）。清洗期間，鍋爐加大連排、定排排污量，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整4#低加出口放水閥開度，每30 min定期對(duì)凝結(jié)水Na離子、電導(dǎo)率取樣檢測(cè)，見表1。

表1 凝結(jié)水檢測(cè)數(shù)據(jù)表（第一階段）

第二階段為定修完畢機(jī)組并網(wǎng)后低負(fù)荷沖洗。機(jī)組負(fù)荷維持在12 MW左右運(yùn)行4 h，主蒸汽壓力控制在2.8 MPa，主蒸汽溫度在350益（確保主蒸汽過熱度在50益以上）。由于第一次清洗完成后的不合格水依然殘留在系統(tǒng)中，所以沖洗前在4#低加出口放水口放水、除氧器放水，將合格的除鹽水補(bǔ)充至凝汽器、除氧器內(nèi)。檢測(cè)數(shù)據(jù)見表2。

表2 凝結(jié)水檢測(cè)數(shù)據(jù)表（第二階段）

從表1~2分析：第一階段，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷降至30 MW，汽溫315益時(shí)，凝結(jié)水含鈉量明顯升高，2 h后逐步降低，通過第二階段清洗，凝結(jié)水含鈉量明顯減少并趨于基本穩(wěn)定，說明鈉鹽基本清洗干凈。

4 效果分析

1#機(jī)組經(jīng)低負(fù)荷清洗后，機(jī)組不同負(fù)荷下主蒸汽流量、調(diào)節(jié)級(jí)后壓力比較如圖1、表3及圖2、表4所示。

圖1 清洗前后不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)主蒸汽流量圖

表3 汽輪機(jī)清洗前后主蒸汽流量數(shù)據(jù)對(duì)比表t/h

圖2 清洗前后不同負(fù)荷對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽壓力圖

表4 汽輪機(jī)清洗前后調(diào)節(jié)級(jí)后壓力數(shù)據(jù)對(duì)比表MPa

通過對(duì)機(jī)組不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)主蒸汽流量、調(diào)節(jié)級(jí)壓力的記錄表明，清洗效果良好，調(diào)節(jié)級(jí)后壓力恢復(fù)到系統(tǒng)剛投產(chǎn)時(shí)參數(shù)。

5 結(jié)語

蒸汽質(zhì)量是影響汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。較差的蒸汽品質(zhì)能引起汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)垢,降低了汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。利用低參數(shù)蒸汽對(duì)汽輪機(jī)通流部分進(jìn)行清洗，可以有效的去除因水質(zhì)不良造成的汽輪機(jī)鈉鹽結(jié)垢。今后1#機(jī)組在運(yùn)行中需要加強(qiáng)鍋爐汽水品質(zhì)的監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)主蒸汽電導(dǎo)率、含鈉量異常時(shí)及時(shí)排查原因，檢查凝結(jié)水含鈉量是否正常以判斷凝汽器是否泄漏，確保鍋爐水質(zhì)安全。

【1】王杭州.300MW汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢清洗及防范[J].電力安全技術(shù).2003（2）：14—15.

【2】彭欣.汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的吹洗處理.東方電氣評(píng)論[J].2002（3）: 153-157.

Analysis and Treatment M easures of Scaling in 135 MW Steam Turbine

LIU Tao,TAO Hongwei

(TheWasteHeatPowerPlantofNingboSteel,Ningbo,Zhejiang315807,China)

condenser leakage in the No.1 unit of the waste heat power plant of Ningbo Steel led to seawater entering the thermal power system to contaminate water quality and in turn caused scaling formation on the impellers of steam turbine,which affected the power output of the unit.The scaling of salt deposit was removed by taking the method of low-load cleaning,ensuring the safe,economic and stable operation of the unit.

steam turbine;scaling;low-load cleaning

TM 311

B

1006-6764（2014）02-0036-03

2013-09-02

劉濤（1980—），男，大學(xué)本科，畢業(yè)于中南大學(xué)熱動(dòng)專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事熱力技術(shù)管理工作。