汽轮机叶片的腐蚀原因分析及积盐的对策

2021-03-09 14:44:44 作者：本网整理来源：电力E族分享至：

汽轮机是火力发电厂三大主机——锅炉、汽轮机、发电机之一，本体由转动部分和固定部分组成。转动部分由叶轮、主轴、联轴器和叶片组成；固定部分由喷嘴、汽缸、汽封、隔板、紧固件、轴承等组成。

在火力发电过程中，把热能转化成机械能的是汽轮机，电厂的效率以及机组的安全直接受汽轮机的影响。在汽轮发电机组运行时，蒸汽进入汽轮机的过程中会携带各种杂质，从而形成积垢腐蚀。尤其是末级叶片在极苛刻的条件下运行，承受高温、高压、离心力、蒸汽作用力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用，面临着更为严峻的损伤风险。而且随着负荷的提高，汽轮机叶片的腐蚀、积盐情况会更为加剧，机组安全运行和工作效率随之也会受到更为显著的影响。

当汽轮机启动时，如果通入的过热蒸汽质量未达到标准要求，此时如果投入运行，将使盐分通过蒸汽的溶解和携带进入汽轮机，逐渐沉积在各级汽轮机叶片上，使叶片质量增加，对汽轮机出力产生影响；积盐不平衡还会引起质量不均匀，很有可能引起振动；在积垢下对叶片腐蚀，会严重破坏叶片的材质及强度，容易在汽轮机运行时引发恶性事故。

汽轮机叶片的加工过程

1 叶片腐蚀的原因

01 酸腐蚀

汽轮机酸性腐蚀是由于蒸汽中的酸性物质在汽轮机低压缸初凝区汽-液两相之间，主要存在于汽相，而酸性物质在初凝水中浓缩，使pH值降低，导致对酸性物质比较敏感的铸铁、钢件产生腐蚀。

经过高压缸做功后，主蒸汽进入低压缸，由于气缸容积的扩大和温度、压力的降低，主蒸汽将可能变成饱和蒸汽，甚至是湿蒸汽，最终形成凝结水，从而使蒸汽中的杂质在此区域内进行重新分配，这时凝结水中的酸性将会升高。这些酸性升高的凝结水，随着叶片的运动打到内壁上，将造成酸性腐蚀。此时若气缸内空气较多，如空气漏入汽轮机、溶解氧含量超标等，则会加剧这种腐蚀。

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02 氧腐蚀

氧腐蚀一般与温度、pH值、溶解氧、负荷和流速等因素有关。其中最重要的因素是溶解氧和pH值。叶片表面上会形成保护膜，这层保护膜的主要成分为氧化铁，当这层保护膜因各种因素被破坏，在表面接触到的水和保护膜的表面之间就会形成局部电池，使铁从阳极析出，形成腐蚀。

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03 水冲蚀

汽轮机在低负荷工况下运行时，随着单位功率的增大，汽轮机流道扩张角会逐渐增大，当其容积流量相对最优设计工况下的容积流量，出现急剧减少时，会使整个流场的参数发生很大变化。负荷越低，回流区越大。在启动初始，回流的范围会扩大，甚至扩大到整个排汽缸。而且对于大功率汽轮机，它的末级叶片的排汽湿度一般情况下都比较大，因此在末级动叶后，液态水滴被汽流大量携带冲击动叶，最终形成水冲蚀。

温度上升会导致动叶片材料所能承受的许用应力降低，与此同时，动叶片负荷的增大又会导致动叶片弯曲应力增加，这些都将给动叶片带来很大影响，加上如果工作环境会使动叶片腐蚀，则静叶栅-喷嘴也很有可能受到腐蚀。喷嘴由于种种原因产生腐蚀，但被腐蚀程度不会恰好很均匀，这样会使静叶栅的蒸汽出口角变化，不符合设计工况，动叶片所受蒸汽的大小及方向也会偏离设计工况，因此动叶片会受到一个较大的作用力。

2 积盐

当过热蒸汽变成饱和蒸汽，通过汽包引出，最终进入汽轮机，被过热蒸汽携带的各种杂质就会发生沉积，结垢在汽轮机的一些部位上，这种现象就是汽轮机积盐。污垢沉积在汽轮机的通流部分，将导致汽轮机的蒸汽通流面积越来越小。

积盐会导致汽轮机叶片变得更粗糙，严重时甚至使叶片的型线发生改变，影响蒸汽的流动和转子的转动，进而影响汽轮机的运行，使汽轮机的阻力增大。应及时清除汽轮机内形成的盐类沉积物，以免日积月累，影响汽轮机的运行。

汽轮机通流部分在经过一段时间的运行后，动静叶片不可避免地会产生结垢。这样会导致蒸汽通流流道的光顺程度降低，使汽轮机的效率随之降低。如果结垢现象严重，高压缸的前几级流道的通流面积将会减小，不但影响汽轮机的经济性，还可能会影响机组的轴向推力，从而危及机组的运行安全。因此，每隔一段时间，都要对汽轮机的动静叶片进行除垢清理。

机组在运行中，要防止产生积盐沉积物；机组在启动停止时，要防止金属表面产生水膜，还要防止热力系统通入氧气。

对已经产生的积盐的处理方法如下：

对溶于水的易溶盐，可用湿蒸汽进行清洗，即向蒸汽中喷加水分，在汽轮机持续运行的情况下，通过蒸汽把水分送进汽轮机进行清洗；

对不易溶于水的沉积物，因其不溶于水，不可用湿蒸汽清洗，可以采用机械的方法，如喷砂等进行清理。

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