王同成，馮曉艷，王曉菁

（山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電廠，山西 河津 043300）

1 汽輪機(jī)葉片檢查情況

某電廠二期機(jī)組為300 MW空冷機(jī)組，在2011年機(jī)組檢修中發(fā)現(xiàn)4號機(jī)葉片積鹽較多。高壓缸前5級葉片均為鋼灰色，從第6級起逐漸向淺棕褐色過渡，其中末級葉片背汽側(cè)有幾個葉片顏色呈棕紅色。7級前葉片上無沉積物，7級以后沉積物逐漸增多。低壓缸1級為鋼灰色和淺黃色相間，2～4級逐漸過渡至土黃色，第5級迎汽側(cè)根部至邊緣由針尖狀土黃色逐漸過渡為不均勻棕褐色，第5級葉片根部、背汽側(cè)的沉積物較多，第6級為不均勻的鐵銹黃色，基本無沉積物。

2011年4 號機(jī)檢修時(shí)葉片沉積量如下。

低壓缸第5級：沉積量2.253 0 mg/cm2，沉積率0.563 3 mg/（cm2.a）。

高壓缸第12級：沉積量4.783 0 mg/cm2，沉積率1.195 7 mg/（cm2.a）。

2 積鹽成分分析

委托山西電力科學(xué)研究院對汽輪機(jī)葉片所采垢樣進(jìn)行了分析，分析主要數(shù)據(jù)見表1。

表1 4號機(jī)組B修汽輪機(jī)葉片與隔板鹽垢成分分析

從表1可得出以下結(jié)論。

a）系統(tǒng)內(nèi)的硅含量較大，因硅酸在蒸汽中的溶解度較大，且一般以二氧化硅的形式從蒸汽中析出，導(dǎo)致沉積在汽輪機(jī)的中、低壓缸內(nèi)的較多，因此，造成低壓缸內(nèi)沉積的硅含量最大。

b）系統(tǒng)內(nèi)的鐵含量較多，一般蒸汽中溶解態(tài)的鐵氧化物隨著蒸汽參數(shù)的降低而逐漸析出，但通常在高壓缸內(nèi)鐵沉積所占的百分比要比低壓缸內(nèi)多，主要是低壓缸內(nèi)其他沉積物的量大，導(dǎo)致其鐵含量所占的百分比少。

c）因系統(tǒng)內(nèi)的硅含量較大，蒸汽中所帶的鈉化合物主要是硅酸鈉、氫氧化鈉等，硅酸鈉在蒸汽中溶解度較小，所以在高壓缸內(nèi)就開始析出，導(dǎo)致高壓缸內(nèi)鈉含量較大。

d）蒸汽中攜帶有銅的化合物，因銅化合物在蒸汽中溶解度較小，一般在高壓缸內(nèi)就開始析出，導(dǎo)致高壓缸內(nèi)銅含量較大。

3 造成葉片積鹽的原因分析

鹽垢的主要成分為二氧化硅，通過現(xiàn)場查閱4號機(jī)組投產(chǎn)歷年來水汽系統(tǒng)查定數(shù)據(jù)、過濾器投停記錄、4號機(jī)組運(yùn)行期間爐水指標(biāo)控制、鍋爐運(yùn)行排污記錄及對汽包內(nèi)部情況進(jìn)行檢查，分析汽輪機(jī)積鹽的原因有以下幾個方面。

3.1 4號機(jī)組啟動期間水汽質(zhì)量較差

通過查閱正常運(yùn)行期間的水汽報(bào)表發(fā)現(xiàn)，2007年以后蒸汽中的二氧化硅含量基本控制在3.75～13μg/L之間，平均值為5.89μg/L；鐵含量控制在3.48～10.44μg/L之間，平均值為5.63μg/L。蒸汽質(zhì)量在正常水平內(nèi)。查閱這個檢修周期內(nèi)的機(jī)組啟動記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)，機(jī)組啟動期間的蒸汽品質(zhì)在并網(wǎng)后很長時(shí)間才趨于正常。

2007年9月6 日13∶ 30沖轉(zhuǎn)，直至9月7日10∶ 00過熱蒸汽品質(zhì)合格。硅含量最高為96μg/L，持續(xù)時(shí)間長達(dá)20 h30 min

2008年12月3 0日15∶50沖轉(zhuǎn)，直至12月31日04∶00過熱蒸汽品質(zhì)合格。硅含量最高為53.03μg/L，鐵含量最高為304.4μg/L，持續(xù)時(shí)間長達(dá)12h10min。

2009年5月1 5日06∶ 20沖轉(zhuǎn)，直至5月15日19∶ 00過熱蒸汽品質(zhì)合格。硅含量最高為57.57μg/L，鐵含量最高為43.94μg/L，持續(xù)時(shí)間長達(dá)12 h40 min。

2009年7月2 9日16∶ 10沖轉(zhuǎn)，直至7月30日18∶ 00過熱蒸汽品質(zhì)合格。硅含量最高為86.36μg/L，鐵含量最高為44.40μg/L，持續(xù)時(shí)間長達(dá)25 h50 min。

2009年8月2 4日08∶55沖轉(zhuǎn)，直至8月25日00∶00過熱蒸汽品質(zhì)合格。硅含量最高為38.00μg/L，鐵含量最高為96.40μg/L，持續(xù)時(shí)間長達(dá)15 h5 min。

從以上分析可以看出機(jī)組在并網(wǎng)8 h后水質(zhì)達(dá)不到正?？刂茦?biāo)準(zhǔn)要求，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)硅含量較大，尤其是爐水硅含量長時(shí)間超標(biāo)。機(jī)組啟機(jī)過程中在水質(zhì)未達(dá)到點(diǎn)火或沖轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就開始點(diǎn)火或沖轉(zhuǎn)。因此，蒸汽品質(zhì)不良應(yīng)該是導(dǎo)致汽輪機(jī)葉片積鹽的一個主要原因。

3.2 凝結(jié)水不能保證100%處理

由于該空冷機(jī)組采用的是過濾器處理凝結(jié)水，而空冷機(jī)組在夏季運(yùn)行時(shí)凝結(jié)水溫度較高，當(dāng)凝結(jié)水溫度高于80℃時(shí)系統(tǒng)自動解列，凝結(jié)水旁路運(yùn)行。此時(shí)的水質(zhì)較處理時(shí)差。在夏季溫度較高時(shí)約有四個月左右的時(shí)間粉末樹脂過濾器處于半運(yùn)行狀態(tài)（每天約有一半時(shí)間退出運(yùn)行）。

3.3 鍋爐正常運(yùn)行期間汽包水位過高

在機(jī)組檢修中發(fā)現(xiàn)4號鍋爐的汽包水位線較高，由于汽包蒸汽空間高度減小，會增加蒸汽濕度，使蒸汽品質(zhì)惡化，機(jī)組負(fù)荷變動期間瞬間的高水位也可能會造成蒸汽大量帶水，蒸汽品質(zhì)短期不良。

飽和蒸汽攜帶的硅酸在過熱蒸汽中會失水變成二氧化硅，因?yàn)槎趸柙谶^熱蒸汽中的溶解度很大，飽和蒸汽攜帶的硅酸鹽總量總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它在過熱蒸汽中的溶解度，所以飽和蒸汽中的水滴在過熱器中蒸發(fā)時(shí)，水滴中的硅酸全部轉(zhuǎn)入過熱蒸汽，帶往汽輪機(jī)，造成汽輪機(jī)的積鹽。

3.4 爐水控制標(biāo)準(zhǔn)和鍋爐排污方式不盡合理

目前，爐水控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行12145—1999《火力發(fā)電廠蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定爐水二氧化硅＜250μg/L，電導(dǎo)率＜10μS/cm（爐內(nèi)采用NaOH處理），但從哈爾濱鍋爐廠同類型機(jī)爐鍋爐排污率調(diào)整試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，當(dāng)爐水電導(dǎo)率達(dá)到8μS/cm時(shí)，蒸汽攜帶鹽類已有明顯增加。由于國標(biāo)規(guī)定的是不同壓力等級范圍機(jī)組水汽質(zhì)量指標(biāo)控制極限值，對不同類型鍋爐，汽包內(nèi)汽水分離裝置設(shè)計(jì)不同、電廠采用爐內(nèi)處理方式不同，機(jī)組運(yùn)行方式不同，蒸汽的溶解攜帶和機(jī)械攜帶程度也不盡相同。因此，保證蒸汽品質(zhì)的最佳爐水控制標(biāo)準(zhǔn)和排污方式需要經(jīng)過專門的熱化學(xué)試驗(yàn)來確定。

4 建議措施

蒸汽中的雜質(zhì)來源有三部分組成，即機(jī)械攜帶、溶解攜帶和減溫水?dāng)y帶。機(jī)械攜帶是指蒸汽帶水，與汽包的汽水分離效果有關(guān)；溶解攜帶是指蒸汽溶解雜質(zhì)的能力，與爐水水質(zhì)和鍋爐的運(yùn)行壓力有關(guān)；減溫水?dāng)y帶與給水水質(zhì)有關(guān)?，F(xiàn)代的大機(jī)組都是通過噴水（給水）減溫來控制過熱蒸汽的溫度[1]。

鹽類在蒸汽中的溶解度與蒸汽的壓力有關(guān)，因?yàn)樗械恼羝家谶^熱器和汽輪機(jī)中降壓，因而鈉鹽的溶解度逐漸降低，所以不管鍋爐的壓力多高，蒸汽的含鈉量統(tǒng)統(tǒng)規(guī)定為小于10μg/L。汽包的汽水分離效果差，蒸汽帶水，無疑會引起過熱器的積鹽；如果汽包的運(yùn)行壓力過高將產(chǎn)生嚴(yán)重的溶解攜帶。現(xiàn)代大型汽包鍋爐大都是變壓運(yùn)行，即鍋爐的壓力隨著負(fù)荷的升高而增高，汽包壓力的變化范圍一般在11.0～19.5 MPa。也就是說，鍋爐在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)比低負(fù)荷時(shí)雜質(zhì)的溶解攜帶更加嚴(yán)重。

鍋爐的排污是保證蒸汽品質(zhì)的必要條件。高參數(shù)的機(jī)組，大多采用二級除鹽水作為鍋爐補(bǔ)給水。在凝汽器無泄漏或凝結(jié)水100%處理的機(jī)組，鍋爐的排污量非常小，鍋爐連續(xù)排污控制在1%～2%。做過熱化學(xué)試驗(yàn)的鍋爐排污率大多數(shù)都定為0.3%。有定期排污的鍋爐，一般每周排1～2次即可。

結(jié)合實(shí)際情況及有關(guān)的化學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為減少二期空冷機(jī)組通流部分積鹽，提出以下措施。

4.1 做好機(jī)組停用保護(hù)以及大修監(jiān)督工作

a）機(jī)組停機(jī)前，化學(xué)專業(yè)要了解機(jī)組停機(jī)的原因、停運(yùn)檢修周期等，及早確定停爐保護(hù)方式，以降低停機(jī)期間水汽系統(tǒng)管道的腐蝕，減少系統(tǒng)的腐蝕產(chǎn)物。

b）對機(jī)組檢修期間拆除下來的水汽系統(tǒng)管道或需更換的管道，必須第一時(shí)間做好封口工作，防止空氣中漂浮的塵土、保溫棉等雜質(zhì)進(jìn)入管道內(nèi)部。

c）對汽包、除氧器、凝汽器熱井、空冷塔以及高壓加熱器、低壓加熱器等大型容器，在檢修人員打開后，必須及時(shí)清理干凈內(nèi)部積水；在檢修工作結(jié)束后必須清理干凈檢修殘留的雜物和掉落的碎屑、雜質(zhì)等，化學(xué)專業(yè)要從嚴(yán)把關(guān)，對未清理干凈的容器不予驗(yàn)收。

4.2 加強(qiáng)機(jī)組啟動期間的化學(xué)監(jiān)督工作

a）在機(jī)組計(jì)劃檢修工期內(nèi)，必須給機(jī)組預(yù)留3～5 d的系統(tǒng)沖洗時(shí)間，以確保將汽包、除氧器、凝汽器熱井以及高壓加熱器、低壓加熱器等大型容器沖洗干凈。

b）在機(jī)組啟動期間，點(diǎn)火及沖轉(zhuǎn)的時(shí)間必須以水質(zhì)合格為前提。根據(jù)GB/T 12145—2008《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及《化學(xué)運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，機(jī)組冷態(tài)啟動點(diǎn)火前，爐水鐵＜100μg/L，硅＜20μg/L；機(jī)組沖轉(zhuǎn)前過熱蒸汽鐵＜50μg/L，硅＜60μg/L；機(jī)組在并網(wǎng)8 h后汽水各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到正常運(yùn)行控制標(biāo)準(zhǔn)。爐水硅＜200μg/L，蒸汽鐵＜10μg/L，硅＜20μg/L；凝結(jié)水和給水鐵＜15μg/L，硅＜20μg/L[2]。

c）化學(xué)專業(yè)在低壓系統(tǒng)水質(zhì)沖洗合格后，及時(shí)投運(yùn)高混或過濾器并通知值長停止低壓系統(tǒng)排水，轉(zhuǎn)入爐本體沖洗。

d）機(jī)組啟動期間，集控應(yīng)加強(qiáng)鍋爐排污，在點(diǎn)火后將汽包連排和定排的閥門盡可能開至最大，以保證汽水品質(zhì)在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到合格。

4.3 做好機(jī)組正常運(yùn)行期間的水質(zhì)調(diào)整工作

a）機(jī)組正常運(yùn)行期間，化學(xué)專業(yè)嚴(yán)格按照GB/T12145—2008《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》導(dǎo)則，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的變化情況及時(shí)調(diào)整汽水水質(zhì)，將水汽指標(biāo)控制在合格范圍內(nèi)。

b）化學(xué)專業(yè)積極和山西電力科學(xué)研究院或同類型電廠進(jìn)行溝通，調(diào)研粉末樹脂在夏季高溫下運(yùn)行的可行性，力爭實(shí)現(xiàn)粉末樹脂過濾器在夏季高溫下連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，防止低壓系統(tǒng)的腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，影響機(jī)組水質(zhì)。

c）集控運(yùn)行人員在機(jī)組凝結(jié)水泵和給水泵切換時(shí)應(yīng)提前通知化學(xué)專業(yè)。在凝結(jié)水泵切換時(shí)，化學(xué)值班員將精處理電動旁路門開啟50%，在凝結(jié)水泵切換完畢后及時(shí)關(guān)閉旁路門；在給水泵進(jìn)行切換時(shí)，集控運(yùn)行人員應(yīng)將停運(yùn)給水泵的入口采樣門（在除氧器出口）和加藥門關(guān)閉，將運(yùn)行給水泵的入口采樣門（在除氧器出口）和加藥門打開，防止給水溶氧出現(xiàn)大幅波動的現(xiàn)象。

d）當(dāng)爐水氫導(dǎo)接近或超過1.0μS/cm時(shí)，化學(xué)運(yùn)行人員應(yīng)向集控及時(shí)填寫鍋爐排污通知單，并記錄好排污的時(shí)間及排污的開度；集控人員在接到化學(xué)排污通知單后，應(yīng)盡可能將汽包排污門開至最大（排污一般在晚高峰后進(jìn)行）。

5 結(jié)束語

在采取上述措施后，可與山西電力科學(xué)研究院積極溝通開展機(jī)組的熱化學(xué)試驗(yàn)。通過熱化學(xué)試驗(yàn)可確定水汽指標(biāo)的最佳運(yùn)行和控制值，爐水極限含鹽量、最佳汽包運(yùn)行水位、鍋爐最佳的排污方式，達(dá)到既不過量排污又使機(jī)組汽水品質(zhì)合格，減少蒸汽的機(jī)械攜帶和溶解攜帶量，有效防止因運(yùn)行控制與調(diào)整不當(dāng)造成的汽輪機(jī)積鹽問題，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的可靠性。