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汽輪機葉片的腐蝕與積鹽

2022-07-01 16:21:51 作者：電力圈來源：電力圈分享至：

前言

輪機是火力發電廠三大主機——鍋爐、汽輪機、發電機之一，本體由轉動部分和固定部分組成。轉動部分由葉輪、主軸、聯軸器和葉片組成；固定部分由噴嘴、汽缸、汽封、隔板、緊固件、軸承等。

在火力發電過程中，把熱能轉化成機械能的是汽輪機，在發電過程中，電廠的效率以及機組的安全將受汽輪機的影響。在汽輪發電機組運行時，在蒸汽進入汽輪機后，由于各種雜質被蒸汽攜帶進入汽輪機，會形成積垢腐蝕。尤其末級葉片在極苛刻的條件下運行，承受高溫、高壓、離心力、蒸汽作用力、蒸汽激振力、腐蝕和振動以及濕蒸汽區水滴沖蝕的共同作用。受損更是顯著。而且隨著負荷的提高，由于過熱蒸汽攜帶雜質，越來越嚴重的腐蝕、積鹽發生汽輪機葉片，機組安全運行和效率受到越來越顯著的影響。

當汽輪機啟動時，如果通入的過熱蒸汽質量未達到要求標準，此時如果投入運行，將使鹽分通過蒸汽的溶解和攜帶進入汽輪機，逐漸沉積在各級汽輪機葉片上，使葉片重量增加，對汽輪機出力產生影響；積鹽不平衡還會引起重量不均勻，很有可能引起振動，在積垢下對葉片的腐蝕，會嚴重破壞葉片的材質及強度，容易在汽輪機運行時引發惡性的事故。

一、葉片腐蝕的原因

1 酸腐蝕

汽輪機酸性腐蝕是由于蒸汽中的酸性物質在汽輪機低壓缸初凝區汽——液兩相間。主要存在于汽相，而酸性物質在初凝水中濃縮，使PH值降低，導致對酸性物質比較敏感的鑄鐵、鋼件的腐蝕。經過高壓缸做功后，主蒸汽進入低壓缸，由于氣缸容積的擴大和溫度、壓力的降低，主蒸汽將可能變成飽和蒸汽，甚至是濕蒸汽，最終形成凝結水，從而使蒸汽中的雜質，在此區域內進行重新分配，這時凝結水中的酸性將會升高。這些酸性升高的凝結水，隨著葉片的運動打到內壁上，將造成酸性腐蝕。此時若氣缸內空氣較多，如空氣漏入汽輪機、溶解氧含量超標等，則會加劇這種腐蝕。

2 氧腐蝕

氧腐蝕一般與下列因素有關：溫度、PH 、溶解氧、負荷和流速。其中最重要的因素是溶解氧和PH值。葉片表面上會形成保護膜，這層保護膜的主要成分為氧化鐵，當這層保護膜因各種因素被破壞，在表面接觸到的水和保護膜的表面之間就會形成局部電池。此時，就會使鐵從陽極析出，形成腐蝕。

3 水沖蝕

汽輪機在低負荷工況下運行時，隨著單位功率的增大，汽輪機流道擴張角會逐漸增大，當其容積流量相對最優設計工況下的容積流量，出現急劇減少時，會使整個流場的參數發生很大變化。負荷越低，回流區越大。在啟動初始，回流的范圍會擴大，甚至擴大到整個排汽缸。而且對于大功率汽輪機，它的末級葉片的排汽，其濕度一般情況下都比較大，因此在末級動葉后，液態水滴被汽流大量的攜帶，沖擊動葉，最終形成水沖蝕。

級的溫度上升，導致動葉片材料所能承受的許容應力降低，與此同時，動葉片負荷的增大，又導致動葉片彎曲應力增加，這些都將給動葉片帶來很大影響，加上如果工作環境會使動葉片腐蝕，則靜葉柵——噴嘴也很有可能受到腐蝕，噴嘴由于種種原因產生腐蝕，但被腐蝕程度不會恰好均勻，則會使靜葉柵的蒸汽出口角不在設計工況，動葉片所受蒸汽的大小及方向也偏離設計工況，因此動葉片會受到一個較大的作用力。

二、積鹽

當過熱蒸汽變成飽和蒸汽，通過汽包引出，最終進入汽輪機，被過熱蒸汽攜帶的各種雜質就會發生沉積，結垢在汽輪機的一些部位上，這種現象就是汽輪機積鹽。污垢沉積在汽輪機的通流部分，將導致汽輪機的蒸汽通流面積越來越小。

積鹽會導致汽輪機葉片變得更粗糙，嚴重時甚至使葉片的型線發生改變，影響蒸汽的流動和轉子的轉動，進而影響汽輪機的運行，使汽輪機的阻力增大。應及時地清除汽輪機內形成的鹽類沉積物，以免日積月累，影響汽輪機的運行。

汽輪機通流部分在經過一段時間的運行后，動靜葉片不可避免的會產生結垢。這樣會導致蒸汽通流流道的光順程度降低，使汽輪機的效率隨之降低。如果結垢現象嚴重，高壓缸的前幾級流道的通流面積將會減小，不但影響汽輪機的經濟性，還可能會影響機組的軸向推力，從而危及機組的運行安全。因此，每隔一段時間，都要對汽輪機的動靜葉片進行除垢清理。

機組在運行中，要防止產生積鹽沉積物；機組在啟動停止時，就要防止金屬的表面產生水膜，還要防止熱力系統通入氧氣。

對已經產生的積鹽的處理：對溶于水的易溶鹽，可用濕蒸汽進行清洗，即向蒸汽中噴加水分，在汽輪機持續運行的情況下，通過蒸汽把水分送進汽輪機進行清洗；對不易溶于水的沉積物，因其不溶于水，不可用濕蒸汽清洗，可以采用機械的方法，如噴砂。

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