機(jī)組主汽門和高調(diào)門卡澀原因分析

牛長軍，張志國，徐艷麗，劉玉捧，周世才，郝同杰

(1.國電投周口燃?xì)鉄犭娪邢薰?，河?周口 466200；2.國家電投集團(tuán)河南電力有限公司技術(shù)信息中心，河南 鄭州 450001；3.國電投新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 新鄉(xiāng) 453011)

1 概述

某電廠建有2×200 MW國產(chǎn)燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)為超高壓、中間再熱、兩缸兩排汽、單抽調(diào)整抽汽供熱凝汽式兩用機(jī)；鍋爐為超高壓、自然循環(huán)、單爐膛四角切圓燃燒、一次中間再熱、“П”型布置汽包鍋爐；發(fā)電機(jī)為水、氫、氫冷卻同步汽輪發(fā)電機(jī)。鍋爐補(bǔ)給水處理水源為水庫水，經(jīng)機(jī)加池和纖維過濾器處理后進(jìn)入陽、陰床和混床制除鹽水，機(jī)組補(bǔ)水進(jìn)凝汽器。

在某次計(jì)劃停機(jī)過程中，1號機(jī)組左、右兩側(cè)高壓主汽門出現(xiàn)嚴(yán)重卡澀現(xiàn)象，不能關(guān)閉；2號主汽調(diào)門卡澀在31 %；高排逆止門不能關(guān)閉。

2 原因分析

造成主汽門卡澀的原因比較多，一般有機(jī)械、材質(zhì)、化學(xué)汽水品質(zhì)方面的原因。具體常見原因如下：運(yùn)行過程中門桿及門套鈍化層發(fā)生剝離造成卡澀；主汽門門桿及門套材質(zhì)存在缺陷導(dǎo)致主汽門卡澀；機(jī)組蒸汽品質(zhì)惡化使門桿上結(jié)垢嚴(yán)重導(dǎo)致主汽門卡澀等。

2.1 現(xiàn)場檢查

為查明引起閥門卡澀的原因，在機(jī)組臨停檢修過程中，化學(xué)專業(yè)人員與汽機(jī)專業(yè)人員進(jìn)行了現(xiàn)場檢查及原因分析。

2.1.1 現(xiàn)場檢查情況

對高壓主汽門、高調(diào)門進(jìn)行了現(xiàn)場檢查。高調(diào)門及高壓主汽門閥套外側(cè)均有有嚴(yán)重腐蝕，較大的腐蝕坑直徑約20～30 mm，深度可達(dá)5 mm左右，腐蝕坑形似“鑿”出。高調(diào)門內(nèi)壁附著一層灰色粉末，用手觸摸即脫落，厚度約1～2 mm。

同時對高調(diào)門內(nèi)粉末狀沉積物取樣采用能量色散X熒光光譜法進(jìn)行成分分析，結(jié)果見表1，其主要成分為鐵氧化物。

表1 高調(diào)門內(nèi)沉積物成分分析(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 單位：%

2.1.2 割管檢查情況

對省煤器管、水冷壁管、過熱器管進(jìn)行割管檢查，經(jīng)過對剖檢查，省煤器管、水冷壁管內(nèi)壁與之前管樣對比未見明顯異常；過熱器管存在明顯異常：內(nèi)壁應(yīng)為堅(jiān)硬致密氧化皮，實(shí)際檢查為厚層沉積物，疏松易落，發(fā)生了氧化皮保護(hù)層溶解現(xiàn)象，且高溫過熱器彎管處存有嚴(yán)重腐蝕坑。

2.1.3 汽水品質(zhì)統(tǒng)計(jì)檢查

查閱汽水報表發(fā)現(xiàn)停機(jī)前水處理出現(xiàn)除鹽水pH值、電導(dǎo)率升高，約0.5 h后1號機(jī)給水、爐水pH值異常升高。進(jìn)行原因查找，初步懷疑液堿串入除鹽水系統(tǒng)，關(guān)閉水處理所有堿系統(tǒng)和再生系統(tǒng)進(jìn)、出口手動門后，6 h后除鹽水電導(dǎo)率、pH值恢復(fù)正常。對該段時期1號機(jī)組運(yùn)行期間爐水、給水汽水品質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表2。

從表2化驗(yàn)數(shù)據(jù)看，該時期內(nèi)1號機(jī)給水鈉高達(dá)2.6 mg/L，爐水鈉達(dá)到54.2 mg/L，爐水pH最高達(dá)12.5且大部分達(dá)到了GB/T 12145—2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》中的爐水水質(zhì)異常三級處理值，說明熱力設(shè)備正在發(fā)生快速結(jié)垢、腐蝕、積鹽現(xiàn)象。

表2 1號機(jī)組水汽品質(zhì)匯總

2.2 結(jié)果分析

從上述檢查結(jié)果看，液堿進(jìn)入水汽系統(tǒng)后至停機(jī)前，機(jī)組汽水品質(zhì)發(fā)生嚴(yán)重劣化，爐水pH值達(dá)到了GB/T 12145—2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》規(guī)定的三級處理值，氫氧化鈉隨蒸汽攜帶進(jìn)入一二次汽系統(tǒng)，急劇濃縮形成堿液滴，部分附著在過熱器管表面導(dǎo)致過熱器管出現(xiàn)了氧化皮溶解甚至部分彎管處發(fā)生了堿性槽狀腐蝕，還有部分液滴附著在高壓調(diào)門、主汽門部位，導(dǎo)致門套發(fā)生了堿腐蝕。這些腐蝕產(chǎn)物使蒸汽品質(zhì)繼續(xù)惡化，特別是過熱器腐蝕產(chǎn)生的鐵氧化物及脫落的氧化皮，沉積在主汽閥、主汽調(diào)節(jié)閥的閥桿和閥套之間，導(dǎo)致機(jī)組停運(yùn)過程中發(fā)生了左右兩側(cè)主汽閥卡死、2號高調(diào)門、高排逆止閥卡澀現(xiàn)象。

3 防范及治理措施

(1) 嚴(yán)格執(zhí)行汽水品質(zhì)劣化三級處理原則。廠領(lǐng)導(dǎo)及化學(xué)監(jiān)督人員應(yīng)牢牢掌握汽水質(zhì)量劣化時三級處理原則，督促對汽水異常及時進(jìn)行處理，確保汽水指標(biāo)盡快恢復(fù)正常，三級處理原則作為化學(xué)監(jiān)督紅線嚴(yán)格執(zhí)行，不可逾越。

(2) 做好水處理設(shè)備運(yùn)行防范及維護(hù)。水處理樹脂再生前檢查運(yùn)行離子交換器酸堿閥門嚴(yán)密性，確保閥門關(guān)閉嚴(yán)密。再生結(jié)束必須確保樹脂置換、沖洗合格后方可備用或投運(yùn)；無再生工作時，應(yīng)將酸堿罐出口手動門、酸堿計(jì)量箱出口手動門關(guān)閉；同時對酸堿再生系統(tǒng)閥門制定定期檢查檢修計(jì)劃，確保設(shè)備可靠性。

(3) 做好后續(xù)“四管”隱患治理。割管檢查過熱器管發(fā)生了氧化皮保護(hù)層溶解且高溫過熱器彎管處發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，建議對過熱器管進(jìn)行全面檢查，對過熱器彎管處脫落的氧化皮沉積情況及管子本身的腐蝕情況進(jìn)行分析判斷，制訂根本性的治理措施，避免發(fā)生機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生爆管引起非停。同時用機(jī)組檢修機(jī)會對汽輪機(jī)通流部分進(jìn)行檢查是否發(fā)生應(yīng)力腐蝕，確保機(jī)組安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語

熱力系統(tǒng)進(jìn)堿汽水品質(zhì)劣化情況下，電廠人員未能嚴(yán)格按照“三級處理原則”采取停機(jī)措施引起的堿腐蝕是本次主汽門、高調(diào)門卡澀的根本原因，對機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了極大影響，危及到鍋爐水冷壁、過熱器、汽輪機(jī)等設(shè)備，后續(xù)隱患消除也將耗費(fèi)大量人力物力。作為化學(xué)監(jiān)督人員必須吸取教訓(xùn)，引起重視，充分發(fā)揮化學(xué)監(jiān)督的預(yù)防性功能；對于出現(xiàn)的運(yùn)行機(jī)組發(fā)生汽水質(zhì)量劣化情況，應(yīng)確保監(jiān)督體系運(yùn)轉(zhuǎn)有效，建議制定汽水品質(zhì)異常應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)守“汽水三級處理原則”化學(xué)監(jiān)督紅線，不可逾越。