杜軍賢，張愛玲，李繼東

青銅峽鋁業(yè)發(fā)電有限責任公司，寧夏青銅峽 751603

0 引言

2011 年4 月底到5 月初，某公司#2 機組C 級檢修時對汽輪機高壓缸解體檢查，發(fā)現(xiàn)有較厚的積鹽，并對隔板、葉片的積鹽進行了化驗分析，其鹽類沉積物主要成分為Na3PO4和Fe2O3。分析積鹽速率 36mg/(cm2.a)屬于三類。

1 汽輪機葉片積鹽的一般原因

積鹽在汽輪機轉子葉片表面的沉積與蒸汽污染有關，蒸汽污染的主要原因是機械攜帶和溶解攜帶。蒸汽的攜帶有以下兩個特點：

1.1 蒸汽的機械攜帶

飽和蒸汽自汽包蒸發(fā)出來時夾帶了一部分爐水水滴，這時爐水中的鈉鹽和硅化合物等雜質，便隨水溶液進入蒸汽中污染了蒸汽。影響蒸汽機械性攜帶的原因如下：

1）鍋爐壓力越高，蒸汽越容易帶水；

2） 汽包水位發(fā)生波動時，有大量蒸汽泡從水空間進入汽空間，當某些蒸汽泡水膜發(fā)生破裂時，濺出的一些大小不等的水滴隨蒸汽進人汽空間，造成蒸汽帶水；

3） 汽包結構： 汽包內徑過小，爐水液面上的汽空間相應就小，蒸汽泡破裂時會有很多小水滴濺到蒸汽引出管附近，由于這里的蒸汽流速較高，會有較多的水滴被蒸汽帶走；當汽包直徑大時，汽空間高度就會較大，有利于水、汽分離；

4） 鍋爐水質：當爐水含鹽量較大，特別是當爐水中有機物、油、苛性鈉等雜質較多時，在汽水分界面上會形成泡沫層。

1.2 蒸汽的溶解攜帶：

1）有選擇性，在鍋爐壓力一定的情況下，飽和蒸汽對各種物質的溶解能力有很大的差別，飽和蒸汽對硅酸的溶解能力最大，對NaOH 和NaCl 的溶解次之，而對Na2S04、Na3P04和Na2Si03等鈉鹽的溶解能力最差；

2） 與鍋爐的壓力有關 飽和蒸汽對各種物質的溶解攜帶，隨鍋爐壓力增大而增大。

2 某電廠汽輪機高壓缸葉片積鹽原因分析

2.1 汽水品質差

2.1.1 鍋爐吹管階段（2010.10.18—2010.10.29）

給水、爐水、蒸汽二氧化硅合格率為0%；磷酸鹽合格率81.48%。PO43-累計超標35 h，濃度范圍為3.3mg/L～25.5mg/L， pH 合格率100%。吹管階段汽水品質特別差，主要原因為鍋爐在制造、貯運、安裝過程中氧化皮、鐵屑、焊渣、腐蝕產(chǎn)物、硅化合物等在化學清洗時沒有徹底清除。

2.1.2 168 運行期間（2010.10.29—2010.11.05）

給水、爐水、蒸汽二氧化硅合格率0%；磷酸鹽合格率60%； 爐水pH 合格率100%，蒸汽鈉合格率100%。168h 期間機組滿負荷運行，鍋爐壓力高，蒸汽帶水能力強，蒸汽帶水中主要有Na3PO4、NaSiO3。

爐水含鹽量高導致蒸汽含鹽量增加。鍋爐排污不能滿足汽水品質要求。連排調門從0%～100%變化時，連排流量變化不大，當爐水水質超標時不能盡快排出爐水中的有害雜質。為了保證爐水pH合格，提高了磷酸鹽加藥量，但因無在線磷酸鹽表監(jiān)測，人工化驗較滯后，導致磷酸鹽超標嚴重，且由于連排存在問題，不能快速的降低磷酸鹽及爐水中的二氧化硅含量。

2.1.3 初期生產(chǎn)階段（2010.11.15-2011.4.28）

#2 機組給水、爐水、蒸汽中的二氧化硅、鐵及爐水磷酸鹽合格率見表1：

表1 #2 機組給水、爐水、蒸汽中的二氧化硅、蒸汽鐵及爐水磷酸鹽合格率統(tǒng)計如下：

項目 2010.11 2010.12 2011.01 2011.02 2011.03 2011.04給水硅 30% 50% 58% 75% 81% 92%爐水硅 0% 17% 25% 49% 58% 70%蒸汽硅 4% 12% 23% 30% 43% 47%蒸汽鐵 0% 0% 0% 0% 0% 0%磷酸鹽 68% 80% 97% 100% 100% 100%

從表1 來看給水、爐水二氧化硅合格率低，蒸汽中的鐵完全不合格。公司凝結水采用粉末樹脂覆蓋過濾器主要起過濾的作用，粉末樹脂覆蓋過濾器相對于高速混床除鹽能力很弱。

在機組投運初期凝結水中含有大量鐵的腐蝕產(chǎn)物、鹽類等雜質不能被粉末樹脂覆蓋過濾器除去，導致給水、減溫水水質不良；機組啟動初期系統(tǒng)金屬腐蝕產(chǎn)物較多，樹脂粉末樹脂覆蓋過濾器進出口壓差幾天內就會超過0.175MPa，精處理旁路自動打開。由于粉末樹脂價格高且不容易再生的特點，沒有及時更換，凝結水沒有100%進行處理。導致不合格的凝結水（凝結水的含鐵量在35ug/L～50ug/L 左右）進入給水中。

2.2 設備存在缺陷

1）汽包內汽水分離裝置存在缺陷，導致蒸汽機械攜帶偏大，爐水SiO2含量較低時，蒸汽的SiO2含量卻處于較高水平；從機組運行情況看，爐水二氧化硅大于100ug/l 時，蒸汽硅就會超標，蒸汽中的二氧化硅帶入汽輪機的量增加；爐水加入NaOH 后，蒸汽的Na+明顯增加。在給水水質穩(wěn)定的情況下，Na3PO4是爐水含鹽量的主要來源。PO43-過量，旋風分離器分離效率較低時，蒸汽機械攜帶磷酸鹽進入主蒸汽管道和汽輪機高壓級。

以溶解攜帶方式進入蒸汽中的硅酸鹽，由于壓力和溫度的降低，鈉化合物在蒸汽中的溶解度隨壓力降低而減小，當?shù)陀谡羝泻繒r，該物質就會以固態(tài)析出，并沉積在蒸汽通流部分的葉片上，形成了積鹽；

2）鍋爐連排門存在問題：鍋爐排污不能滿足汽水品質要求，連排調門從0%～100%變化時，連排流量變化不大，當爐水水質超標時不能盡快排出爐水中的有害雜質。

3 給水、爐水優(yōu)化試驗

3.1 飽和蒸汽攜帶試驗分析：

試驗期間，在線監(jiān)測爐水的電導率和飽和蒸汽的Na+含量。試驗結果分析表明，隨著NaOH 的不斷加入，爐水的電導率逐漸增大，蒸汽Na+含量也相應增大，當停止加NaOH 并開始排污后，爐水的電導率逐漸下降，相應的飽和蒸汽的Na+含量也減小。說明了#2 機組汽包的汽水分離設備存在問題，導致汽水分離效果較差，在目前狀況下，爐水不適合采用固體堿化劑處理，宜采用全揮發(fā)處理。

3.2 給水、爐水優(yōu)化處理試驗結果與分析

1）試驗期間對熱力系統(tǒng)水汽電導率、pH、溶解氧、鐵含量、氫電導率進行了全面的監(jiān)測，水質監(jiān)測結果表明，省煤器入口給水的電導率控制在8μS/cm～10μS/cm 時，給水pH 基本上在9.5～9.6，爐水的pH 基本上在9.25～9.40，完全可以滿足水汽質量標準的要求；

2）溶解氧：監(jiān)測結果表明，凝結水的溶解氧低于100μg/L 的標準要求；除氧器出口給水的溶解氧低于7μg/L 的標準要求，停止加聯(lián)氨對除氧器出口溶解氧幾乎沒有影響；

3）水汽系統(tǒng)鐵含量：水汽系統(tǒng)鐵的監(jiān)測結果表明，給水采用AVT（O）處理方式后，水汽系統(tǒng)的鐵含量逐漸降低。凝結水的鐵含量由AVT（R）時的平均65.2μg/L 降至30.0μg/L 以下；省煤器入口給水鐵含量由平均24.5μg/L 降至15μg/L 以下；飽和蒸汽鐵含量由平均23.6μg/kg 下降至10μg/kg 以下；

4） 爐水采用全揮發(fā)處理方式后水汽氫電導率：完全滿足爐水全揮發(fā)處理對爐水氫電導率的要求；水汽氫電導率隨覆蓋過濾器運行時間延長而逐漸增大；

5） 爐水采用全揮發(fā)處理方式后爐水的SiO2保持在90μg/L 以下，不論機組負荷高低，蒸汽的SiO2都能維持在標準要求的合格水平。

4 防止積鹽的措施

4.1 機組正常運行中給水采用AVT（O）處理

在爐水采用全揮發(fā)處理的情況下，爐水的含硅量宜控制在90μg/L 以下，可以確保蒸汽硅含量不超過20μg/kg 的標準要求?？刂剖∶浩魅肟诮o水電導率為8μS/cm～10μS/cm，給水pH 可控制在9.45～9.55，能保證爐水pH 在9.25～9.40。

4.2 保證精處理設備正常投運，加強汽水品質監(jiān)測

兩臺過濾器不同時進行爆膜、鋪膜工作，一臺進行處理時，另外一臺運行，凝結水精處理系統(tǒng)100%投運，嚴禁開旁路，降低凝結水中鐵和二氧化硅的含量保證給水及減溫水品質合格。

4.3 做好設備防腐工作， 在運行過程中有效控制凝結水及給水的溶氧在合格范圍內

調整凝潔水、給水、爐水pH 值合格。機組停運時做好停爐保護措施。

4.4 嚴格執(zhí)行機組啟動期間的化學監(jiān)督

控制機組啟動期間的水汽品質符合機組啟動指標，凝結水品質不合格，除氧器不上水，給水品質不合格鍋爐不上水，蒸汽品質不合格機組不沖轉，機組帶負荷后，按要求進行洗硅，確保機組啟動8 小時后，水汽指標達標；提高化學運行人員責任心，及時調整加藥量，機組啟動時控制PO43-濃度在小于1mg/L，爐水pH 在9.0～9.7。

4.5 汽水分離裝置檢修

由于汽包汽水分離存在問題，在檢修時對汽包的旋風分離器、百葉窗干燥器、汽包夾層焊縫進行仔細檢查，對存在的缺陷進行及時處理。確保該設備在機組的下一個運行周期內能夠有良好的汽水分離效果。

4.6 排氣裝置內加裝磁性濾網(wǎng)

雖然給水采用了AVT（O）處理，但是凝結水的鐵含量仍然較高，2012 年9 月大修期間在排汽裝置熱水井周圍加裝強磁除鐵裝置后凝結水含鐵量從30ug/L 降低到20ug/L 以下，繼而蒸汽含鐵量進一步得到改善。

5 結論

汽水監(jiān)督是化學核心部分之一，對于新投產(chǎn)機組，特別是直接空冷機組，由于空冷島面積大，管路焊口多，汽水系統(tǒng)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物多，投產(chǎn)前要加強對空冷島的熱態(tài)沖洗。 鍋爐在制造、貯運、安裝過程中氧化皮、鐵屑、焊渣、腐蝕產(chǎn)物、硅化合物等在化學清洗時要徹底清除。

凝結水采用樹脂粉末覆蓋過濾器的，最好在前面加裝除鐵過濾器。要加強化學儀表的管理，使其真實反映汽水品質，建議設計規(guī)范加入在線磷酸鹽表計，雖然磷酸鹽表反應緩慢，但它比人工試驗及時。機組啟動時應嚴格執(zhí)行機組啟動階段的化學監(jiān)督，確保機組啟動8 小時后汽水品質合格。經(jīng)過爐水采用全揮發(fā)處理2012 年9 月大修時檢查汽水流通部位無結垢、積鹽現(xiàn)象發(fā)生。

[1]GB/T12145-2008火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質量.

[2]電力工業(yè)技術監(jiān)督標準匯編.2008，（化學監(jiān)督）下.

[3]火力發(fā)電廠汽水化學導則第二部分.鍋爐爐水磷酸鹽處理（DL/T805.2-2004）.

[4]火力發(fā)電廠汽水化學導則第三部分.鍋爐爐水氫氧化鈉處理（DL/T805.3-2004）.