首次大修600MW汽輪機積鹽的檢查和診斷

1、首次大修的600mw汽輪機積鹽的檢查和診斷王濤英 徐軍鋒 郭包生 趙 鋒 韓志遠(yuǎn)（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古 呼和浩特010206）【摘 要】對汽輪機轉(zhuǎn)子葉片進行檢査，發(fā)現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)子葉片和部分屮壓轉(zhuǎn)子葉片上的積鹽厚達0.7mm,元素 分析和物和分析說明，枳鹽主要成分是磷酸鈉鹽和硅酸鈉鹽。對汽包內(nèi)汽水分離裝置進行了全而檢杳和檢修，提出 了可能導(dǎo)致積鹽的兒個因索，結(jié)合熱化學(xué)試驗，對1號機組提出整改措施，大修后動后飽和蒸汽鈉含量較大修前降 幅約15.5%?！娟P(guān)鍵詞】大修葉片汽輪機積鹽1引言隨著我國汽輪機設(shè)計、加工等技術(shù)的發(fā)展和提高，汽輪機葉片因共振而引發(fā)的葉片斷裂事故的 比例逐漸下降

2、，而其它因索（如蒸汽品質(zhì)不良），使汽輪機高壓過渡區(qū)工作的葉片表面鹽類沉積，產(chǎn) 生化學(xué)的點腐蝕，導(dǎo)致汽輪機葉片事故發(fā)生的比例逐漸上升。汽輪機參數(shù)越高，積鹽的危害就越大。蒸汽壓力越高，蒸汽的比體積就越小，在高參數(shù)級的蒸 汽流通截面也就越小。因此，即使在汽輪機中沉積少量的鹽類，也會使汽輪機的效率和出力顯著降 低，軸向推力增人，影響汽輪機的安全經(jīng)濟運行。2某廠1號汽輪機及其積鹽情況某廠1號機組是li立公司生產(chǎn)，型號為tc4f-40,亞臨界、中間再熱、單軸三缸、雙背壓四 排汽、凝汽式機組。所冇級均為沖動式結(jié)構(gòu)，最大連續(xù)出力600mw,最大的功率是668. 2mw, 額尬工況下熱耗7762kj/kwh,從

3、機頭端往電機端看為逆吋針轉(zhuǎn)向。高壓轉(zhuǎn)子有9級葉 片，中壓轉(zhuǎn)子有5級葉片,低壓轉(zhuǎn)子有2x2x7級葉片，總共42級葉片,末級葉片長度為1016mm。通流部件簡介：某廠1號機紐2003年6月9 口經(jīng)過168小時厲投產(chǎn)運行，經(jīng)歷3次小修，期間汽輪機本體檢修 主要是對各軸瓦進行檢查。2008年5月1日1號機組進行第一次常規(guī)性人修，對汽輪機髙中低壓缸 進行了全面解體檢查。解體后發(fā)現(xiàn)高中壓轉(zhuǎn)子及隔板的流道嚴(yán)重積鹽，厚達0.7価。部分轉(zhuǎn)子葉片 的積鹽惜況見下列照片：高壓轉(zhuǎn)子第2級葉片積鹽照片高壓轉(zhuǎn)子第3級葉片積鹽照片高壓轉(zhuǎn)子第8級葉片積鹽照片中壓轉(zhuǎn)子第5級葉片積鹽照片3葉片積鹽狀況分析3.1積鹽厚度轉(zhuǎn)子及隔板

4、的積鹽基本分布在葉片背弧而、弧面、葉輪上，其中葉片背弧面積鹽較厚。高中壓 轉(zhuǎn)子葉片積鹽厚度見下圖：積鹽厚度nllrl/lx0. 800. 700. 600. 50().400. 300. 200100. 001級2級3級4級 5級 6級 7級 8級 9級高壓轉(zhuǎn)了葉丿丫(背弧)積鹽示怠圖 o o o o o 積鹽厚度mm)z(中壓轉(zhuǎn)子葉片(背弧)積鹽示意圖圖小顯示高壓第7級積鹽的厚度最小，其主要原因是一段抽汽口設(shè)置在高壓第6、7級間，造成 蒸汽壓力、溫度、流量在此變化后引起笫7級葉片積鹽厚度減小。3.2積鹽速率積鹽速率mg/(cm2, a)=積鹽量(mg/cm2) x8760(h/a)/兩次大修

5、間隔(h),詳見f表:葉片積鹽顏色積鹽速率葉片積鹽顏色積鹽速率高壓轉(zhuǎn)子第i級淺磚紅色5. 38窩壓轉(zhuǎn)子第二級淺磚紅色7.91高壓轉(zhuǎn)子第三級淺磚紅色3. 15高壓轉(zhuǎn)子第四級淺磚紅色6. 90高壓轉(zhuǎn)子第五級淺磚紅色6. 89高壓轉(zhuǎn)子第六級淺磚紅色5. 85高壓轉(zhuǎn)子笫七級灰白色3.45高壓轉(zhuǎn)子第八級灰色7. 90高壓轉(zhuǎn)子第九級灰色9. 45中壓轉(zhuǎn)子第五級灰白色3. 113.3積鹽成分在高中壓轉(zhuǎn)子部分葉片及隔板采集到人約36g積鹽，對積鹽用x射線熒光光譜法做元素分析, 用x射線衍射法做物相分析。分析結(jié)果如下：高壓葉片第2級的淺磚紅色鹽垢主要元素有522%0、27.4%na、14. 3%p、545%fe

6、、0. 572%a1, 主要成分是 65. 12%n&p04、24. 33%na佔fe(poah(wo、10. 55%fehpa。高壓葉片第3級的淺磚紅色鹽垢主要元素有44. 3%0、31. 3%na> 16. 8%p、643%fe、0653%al、0. 402%cu> 0. 110%mn,主要成分是 56. 89%ndf0i、25. 61 %na“5fe(p0jh,5()、17. 5%fehpa。高壓葉片第8級的灰色鹽垢主要元素有471%0、316%na、140%p、1.94%fe、1.37%cu、1. 10 %a1、0.814%si、0.794%cl、0.673%mo、

7、0. 536%s,主要成分是 73. 04%na3p0 17. 94%na2hp04 268%fe3（）4、4.97%a1po4> 1.37%cu。中壓葉片第5級的灰白色鹽垢主要元素有51. 2%0、29l%na、12. 7%si、l. 71%fe、l. 36%p>0. 819ck 0. 817%mo、0. 746%s、0. 647%a1、0 569%c> 0. 313%cu,主要成分是 55. 34%na2sio3 20. 45c3h602 6sio2> 18.94% n出co3、5. 27%fe304o從上述分析結(jié)果可以看岀：3.3. 1汽輪機高壓轉(zhuǎn)子葉片積鹽的主要

8、成分是磷酸鈉鹽，原因是磷酸鈉鹽在蒸汽中的溶解度最小， 所以最先析出。3.3.2汽輪機中壓轉(zhuǎn)子葉片積鹽的主要成分是硅酸鈉鹽，原因是硅酸鈉鹽的溶解度要大一些，往往 沉積在汽輪機的中壓級內(nèi)。3. 3.3在汽輪機各級中都存在鐵的氧化物。3.4積鹽的一般原因積鹽在汽輪機轉(zhuǎn)子葉片表而的沉積與蒸汽污染有關(guān)，蒸汽污染的主要原因是機械攜帶和溶解攜 帶。機械攜帶是指爐水中的各種雜質(zhì)以水溶液的狀態(tài)帶入蒸汽中。汽包中水滴的形成有以下三種形 式：a.蒸汽泡破裂形成水滴；b.機械運動撞擊而形成水滴；c.當(dāng)爐水中存在有機物、細(xì)小懸浮物、 水渣和堿性物質(zhì)時，易產(chǎn)牛泡沫，泡襪破裂產(chǎn)牛小水滴。上述過程產(chǎn)牛的水滴都具有一定的動能，

9、 能飛濺，當(dāng)口身的重力大于摩擦力、浮力時，會下降；當(dāng)口身的重力小于摩擦力、浮力時，會隨蒸 汽流上升，帶出汽包，這些水滴中又溶解了許多爐水中含冇的鈉鹽、硅化合物等雜質(zhì)。這些朵質(zhì)被 帶入蒸汽后，對蒸汽產(chǎn)生了污染。蒸汽的溶解攜帶是因為蒸汽冇溶解某些物質(zhì)的能力，一般來說， 蒸汽的壓力越高，蒸汽的溶解能力就越強，特別是對硅酸，具冇較強的溶解能力，因此飽和蒸汽中 溶解了某些爐水中的雜質(zhì)，這種飽和蒸汽因鹽類溶解而攜帶爐水中某些物質(zhì)的現(xiàn)象，叫做蒸汽的溶 解攜帶。溶解攜帶有以下兩個特點：a.有明顯的選擇性，即溶解物質(zhì)的能力有很大差異，也稱選擇性攜 帶；b.溶解攜帶量隨鍋爐壓力增大而增大。4汽輪機積鹽的原因分析4

10、.1 1號鍋爐汽包的連排管位置較二、三、四期的鍋爐偏髙，其中1號爐連排管低于正常水位線88 mm,二期低于正常水位線254 mm,三、四期低于正常水位線200 mm。導(dǎo)致1號鍋爐從連排出來的爐 水是汽水混合物，排污效果差，不利于爐水中含鹽量的降低，影響蒸汽胡質(zhì)。4.2 1號爐汽包頂部波紋板汽水分離器以下的焊縫總長度約為160米，共22道焊縫，開裂5道，開 裂焊縫長度總共2米，其中1. 2米位于水位線以上，導(dǎo)致汽水混合物進入汽包蒸汽空間的飽和蒸汽 屮，造成飽和蒸汽的機械攜帶最增大。4.3 2006年10月的1號爐小修發(fā)現(xiàn)：汽包頂部用于收集分離出來的殘余水分的疏水槽與疏水管連 接處的焊縫沒焊接完整

11、，只進行了點焊，這會導(dǎo)致飽和汽流從沒焊接完整的焊縫漏過，導(dǎo)致從汽包 頂部波紋板分離器分離岀來的殘余水分被上升的飽和汽流帶走，從陽降低了汽包頂部波紋板分離器 的汽水分離效率，導(dǎo)致飽和蒸汽的機械攜帶量增人。4.4 1號鍋爐汽包及其旋風(fēng)分離器規(guī)格與二、三、四期鍋爐基本相同，但旋風(fēng)分離器數(shù)量只有110 個，遠(yuǎn)少于二、三、四期的194個。因此由于1號爐旋風(fēng)分離器數(shù)量少，單個旋風(fēng)分離器的出力約 是二、三、四期的2倍，單個旋風(fēng)分離器的負(fù)荷相對過重，汽水分離效呆變差，導(dǎo)致蒸汽攜帶爐水。5采取的幾個處理措施：5.1對1號爐汽包夾層開裂的焊縫進行了焊接。5.2對1號爐汽紐的24個疑似滲漏點進行了補焊。5.3 20

12、07年12月化學(xué)專業(yè)提出把爐水ph值控制在9. 109. 30,爐水電導(dǎo)率控制在1015m/cm。 2008年5月華北電科院對1號機組完成的熱化學(xué)實驗報告中提出為保證蒸汽品質(zhì)，防止出現(xiàn)磷酸鹽 隱藏現(xiàn)彖，爐水采用平衡磷酸鹽處理工況，將爐水磷酸鹽濃度控制在0. 55mg/l以下，適當(dāng)?shù)臅r候可 以加氫氧化鈉調(diào)節(jié)爐水ph值在9. 009. 30o5.4過熱器存在鈉鹽沉積對能，加裝過熱器反沖洗管道系統(tǒng)，利用木次人修機會對過熱器進行了反 沖洗。6結(jié)束語通過對1號汽輪機葉片積鹽的成分分析和檢查，沉積物主要是磷酸鈉鹽和硅酸鈉鹽，還有少量 鐵的氧化物。汽包存在夾層焊縫開裂和旋風(fēng)分離器數(shù)量偏少、汽水分離效率差等問題和特點應(yīng)該是 積鹽的主要原因，經(jīng)過人修補焊和調(diào)節(jié)爐水工況，1號機組人修啟動后，在相同的爐水品質(zhì)工況下, 飽和蒸汽鈉含量與大修前相比，下降約15.5%。但是，飽和蒸汽鈉含量下降的幅度沒冇達到預(yù)期效 果。參考文獻：1 樂長義，周新雅.600mw火電機組運行技術(shù)從書.鍋爐分冊，中國電力出版社，2000年1月第一版。2 陳永平，郭包生，韓志遠(yuǎn)，潘惠，曹海.強制循環(huán)汽包爐蒸汽鈉含量超標(biāo)