劉傳亮，郝 寧

(上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，上海 200240)

汽輪機(jī)的蒸汽品質(zhì)對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性有著重要的影響。當(dāng)溶解鹽類(lèi)的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，隨著蒸汽參數(shù)的變化，鹽類(lèi)可能析出沉積在流道中，造成通流部分結(jié)垢，結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致汽輪機(jī)無(wú)法安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)通流部分的異常，有助于避免重大故障的發(fā)生。周文遠(yuǎn)等[1]提出了在凝汽式汽輪機(jī)中可通過(guò)監(jiān)視調(diào)節(jié)級(jí)汽室壓力和各段抽汽壓力，判斷通流部分是否結(jié)垢，但抽汽點(diǎn)壓力受回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行的影響會(huì)波動(dòng)，診斷精確度不高。王偉鋒等[2]提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預(yù)測(cè)故障，但建立故障知識(shí)庫(kù)較為復(fù)雜。YANG T等[3]提出了結(jié)合熱經(jīng)濟(jì)診斷模型和等效通流面積診斷的綜合方法，并在630 MW機(jī)組上取得驗(yàn)證。李勇等[4]建立了監(jiān)測(cè)級(jí)組前后壓比變化的方法，在300 MW凝汽式機(jī)組上獲得了驗(yàn)證。王一兵等[5]采用熱力計(jì)算方法，提出了計(jì)算通流部分結(jié)垢厚度與監(jiān)視段壓力的理論方法，但計(jì)算方法較為復(fù)雜。薛朝囡等[6]將熱力參數(shù)的級(jí)組效率和特征通流面積作為判據(jù)，可判斷發(fā)生故障的級(jí)組段。

針對(duì)某57 MW抽汽凝汽式汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)的軸向推力增大的異?，F(xiàn)象，建立監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力和級(jí)組通流能力系數(shù)的綜合評(píng)估方法，結(jié)合運(yùn)行熱力參數(shù)分析汽輪機(jī)通流能力的變化規(guī)律，通過(guò)揭缸檢查驗(yàn)證該方法的有效性，從汽水系統(tǒng)進(jìn)一步分析導(dǎo)致汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的根本原因。該方法可作為機(jī)組運(yùn)行中實(shí)時(shí)輔助分析的手段，提高運(yùn)行人員掌握汽輪機(jī)通流部分變化的及時(shí)性和敏感性，以發(fā)揮故障預(yù)警作用。

1 機(jī)組運(yùn)行參數(shù)分析

1.1 運(yùn)行異常情況

某熱電聯(lián)產(chǎn)自備電站配置1臺(tái)57 MW抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)為高壓、單缸、沖動(dòng)式，型號(hào)為N57/C48-8.83/1.44。額定設(shè)計(jì)工況下，進(jìn)汽壓力為8.83 MPa，進(jìn)汽溫度為535 ℃，進(jìn)汽質(zhì)量流量為220 t/h，發(fā)電功率為48 MW，抽汽質(zhì)量流量為38 t/h；純凝工況下，滿(mǎn)負(fù)荷發(fā)電功率為57 MW。汽輪機(jī)通流部分結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，包括1級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)和17級(jí)壓力級(jí)，通過(guò)抽汽旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)供熱量。

圖1 汽輪機(jī)通流部分結(jié)構(gòu)

機(jī)組在新建調(diào)試并投入運(yùn)行后的5個(gè)月，運(yùn)行中出現(xiàn)軸向位移異常升高至0.97 mm，接近報(bào)警值(1 mm)，推力瓦的溫度逐步升高至82.8～94.4 ℃，通流部分運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，調(diào)節(jié)級(jí)后壓力升高，機(jī)組發(fā)電功率降低至16 MW。

1.2 熱力參數(shù)分析

從汽輪機(jī)工作原理可知：當(dāng)進(jìn)汽和排汽參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)后壓力與流量近似成線性比例關(guān)系，即當(dāng)流量增加時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)后的壓力也相應(yīng)提高。

圖2為調(diào)節(jié)級(jí)后壓力與質(zhì)量流量的關(guān)系，其中也顯示了機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行后第1～3個(gè)月內(nèi)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的變化。

圖2 調(diào)節(jié)級(jí)后壓力與質(zhì)量流量的關(guān)系

由圖2可得：與機(jī)組的設(shè)計(jì)值對(duì)比，正式投運(yùn)第1個(gè)月的運(yùn)行工況點(diǎn)位于設(shè)計(jì)值參考線以下，表明同樣的進(jìn)汽流量下，實(shí)際運(yùn)行的調(diào)節(jié)級(jí)后壓力低于設(shè)計(jì)值，這是正常的情況，說(shuō)明汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的通流能力有一定的裕量，主要是機(jī)組在設(shè)計(jì)中兼顧了大范圍抽汽對(duì)外供熱和機(jī)組對(duì)外發(fā)電的需要；投運(yùn)后第2～3個(gè)月的運(yùn)行工況點(diǎn)則全部位于設(shè)計(jì)值參考線以上，表明同樣的進(jìn)汽流量下，實(shí)際運(yùn)行的調(diào)節(jié)級(jí)后壓力高于設(shè)計(jì)值，并且隨著時(shí)間的推移，相比于第2個(gè)月運(yùn)行值的偏移量，第3個(gè)月運(yùn)行值的偏移量進(jìn)一步增大，說(shuō)明汽輪機(jī)的通流阻力不斷增加。

機(jī)組在相同發(fā)電功率(35 MW)下的運(yùn)行參數(shù)變化見(jiàn)圖3，在發(fā)電功率工況點(diǎn)附近，比較分析機(jī)組調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽和第1段、第2段抽汽的壓力、溫度在一段時(shí)間內(nèi)的變化趨勢(shì)。

圖3 調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽和第1段、第2段抽汽的壓力、溫度的變化

由圖3(a)可得：機(jī)組在6周運(yùn)行周期內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)變化顯著。雖然發(fā)電功率基本相同，但前2周運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的壓力從3.35 MPa逐漸升高至4.50 MPa，升高了34.3%；從第3～6周運(yùn)行時(shí)間，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的壓力從4.50 MPa逐步升高至6.06 MPa，升高了34.6%。調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的壓力隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，呈現(xiàn)出升高的趨勢(shì)，在監(jiān)測(cè)期間累計(jì)升高了80.9%，第1段、第2段抽汽的壓力呈現(xiàn)出同樣的上升趨勢(shì)。

由圖3(b)可得：機(jī)組在發(fā)電功率為35 MW功率且汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度約為530 ℃時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽和抽汽的溫度均出現(xiàn)上升趨勢(shì)。在監(jiān)測(cè)期間調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的溫度上升了48.6 K，第1段抽汽的溫度上升了49.6 K，溫度升高也表明蒸汽在通流部分的焓降減小，即做功能力減弱。

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)后的工作壓力與通流部分的蒸汽流量成正比關(guān)系，若通流面積小于設(shè)計(jì)值，為達(dá)到相同的蒸汽通流能力和發(fā)電功率，調(diào)節(jié)后壓力將升高，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的壓力的增幅與通流面積的降幅成比例[7]。針對(duì)該汽輪機(jī)運(yùn)行中通流能力減小的異常狀況，推測(cè)可能發(fā)生的故障有：(1)調(diào)節(jié)級(jí)上游的噴嘴或調(diào)節(jié)閥可能發(fā)生機(jī)械性損壞故障，蒸汽經(jīng)過(guò)噴嘴無(wú)膨脹做功，導(dǎo)致調(diào)節(jié)級(jí)前后蒸汽的壓力和溫度突然增高；(2)汽輪機(jī)內(nèi)的通流部分發(fā)生異常(如結(jié)垢堵塞)，通流面積減小進(jìn)而導(dǎo)致通流阻力增加，機(jī)組轉(zhuǎn)子受到的軸向推力增大，機(jī)組運(yùn)行中軸向位移和推力瓦溫度升高。但是，機(jī)組運(yùn)行中未發(fā)生突然性機(jī)械性損傷產(chǎn)生的異常聲響，因此有必要針對(duì)機(jī)組的通流能力進(jìn)一步進(jìn)行分析。

2 汽輪機(jī)級(jí)組通流能力分析

汽輪機(jī)的變工況計(jì)算中，可將流量相同的且依次串聯(lián)排列的若干級(jí)稱(chēng)為一個(gè)級(jí)組。對(duì)于調(diào)節(jié)級(jí)，在變工況工作中當(dāng)開(kāi)啟的調(diào)節(jié)閥的數(shù)量不同時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)的通流面積則不同，因此級(jí)組內(nèi)不包括調(diào)節(jié)級(jí)。該汽輪機(jī)的級(jí)組劃分見(jiàn)圖4，高中壓通流部分包括調(diào)節(jié)級(jí)和8級(jí)高中壓級(jí)，以汽輪機(jī)各回?zé)岢槠c(diǎn)為邊界劃分級(jí)組，具體為：(1)調(diào)節(jié)級(jí)后到第1段抽汽點(diǎn)之間的通流部分為級(jí)組1，由第1～4級(jí)組成；(2)第1段至第2段抽汽點(diǎn)之間的通流部分為級(jí)組2，由第5～7級(jí)組成；(3)第2段、第3段抽汽點(diǎn)之間的通流部分為級(jí)組3，由第8級(jí)組成。

圖4 汽輪機(jī)級(jí)組劃分

根據(jù)弗留格爾公式，可以得到汽輪機(jī)在變工況時(shí)的級(jí)組流量與級(jí)組前后蒸汽的壓力及溫度的關(guān)系。以級(jí)組1為例，具體公式為：

(1)

式中：qm1為級(jí)組1中蒸汽的質(zhì)量流量，t/h；p0為級(jí)組1進(jìn)口處蒸汽的壓力，MPa；T0為級(jí)組1進(jìn)口處蒸汽的熱力學(xué)溫度，K；p1為第1段抽汽點(diǎn)的蒸汽壓力，MPa；下標(biāo)ac、d分別表示各參數(shù)的實(shí)際運(yùn)行工況和設(shè)計(jì)工況。

公式(1)成立的前提是變工況前后汽輪機(jī)的通流面積保持不變，若因結(jié)垢或腐蝕等因素導(dǎo)致通流面積發(fā)生改變，應(yīng)引入通流能力系數(shù)(可以將其理解為變工況與設(shè)計(jì)工況的通流面積之比)對(duì)通流能力進(jìn)行修正，具體公式為：

(2)

進(jìn)而得到：

(3)

式中：φ1為級(jí)組1的通流能力系數(shù)。若汽輪機(jī)通流部分發(fā)生結(jié)垢堵塞，其通流能力將降低，此時(shí)φ1<1。

對(duì)于汽輪機(jī)通流部分級(jí)組2，考慮第1段抽汽只加熱凝結(jié)水，并且假設(shè)抽汽質(zhì)量流量與總質(zhì)量流量的比不變，則級(jí)組2的通流能力系數(shù)為：

(4)

(5)

式中：φ2為級(jí)組2的通流能力系數(shù)；qm2為級(jí)組2中蒸汽的質(zhì)量流量，t/h；p2為第2段抽汽點(diǎn)的蒸汽壓力，MPa；T1為級(jí)組2進(jìn)口處蒸汽的熱力學(xué)溫度，K；qmc1為第1段抽汽的質(zhì)量流量，t/h。

與級(jí)組2的情況類(lèi)似，同理可獲得級(jí)組3的通流能力系數(shù)。根據(jù)通流能力系數(shù)的計(jì)算方法，結(jié)合汽輪機(jī)幾個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算汽輪機(jī)級(jí)組通流能力變化的情況，將汽輪機(jī)進(jìn)汽質(zhì)量流量維持在50%～100%設(shè)計(jì)質(zhì)量流量?jī)?nèi)，得到相關(guān)參數(shù)見(jiàn)圖5。

圖5 汽輪機(jī)級(jí)組通流能力系數(shù)的變化

由圖5(a)可得：級(jí)組1的通流能力系數(shù)總體上呈現(xiàn)隨運(yùn)行時(shí)間逐漸下降的規(guī)律。在轉(zhuǎn)折點(diǎn)A之前，級(jí)組1的通流能力系數(shù)大于1，說(shuō)明汽輪機(jī)的通流能力在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上還留有一定裕量，此時(shí)機(jī)組進(jìn)汽還能處于正常狀態(tài)；在轉(zhuǎn)折點(diǎn)A之后，級(jí)組1的通流能力系數(shù)始終小于1，并且隨著時(shí)間的緩慢下降，級(jí)組1的最小通流能力系數(shù)為0.649，說(shuō)明通流能力已顯著下降。運(yùn)行期間內(nèi)，汽輪機(jī)進(jìn)汽流量波動(dòng)幅度雖然較大，但通流能力系數(shù)為體現(xiàn)通流能力的相對(duì)值，與進(jìn)汽流量的波動(dòng)性之間沒(méi)有太強(qiáng)的相關(guān)性。

由圖5(b)可得：級(jí)組2的通流能力系數(shù)變化趨勢(shì)與級(jí)組1的一致?？傮w上，可以分為：從通流能力系數(shù)從正常值下降至0.8的快速期，表明通流部分的鹽垢快速沉積，導(dǎo)致通流面積快速減??；通流能力系數(shù)下降至0.8左右之后的2個(gè)月運(yùn)行時(shí)間內(nèi)緩慢下降的慢速期，級(jí)組2的最小通流能力系數(shù)為0.464，說(shuō)明通流能力已經(jīng)嚴(yán)重惡化，此時(shí)機(jī)組發(fā)電功率即使在15 MW以下，汽輪機(jī)也無(wú)法安全運(yùn)行。

由圖5(c)可得：級(jí)組3的通流能力系數(shù)變化呈現(xiàn)出高低不穩(wěn)定的變化規(guī)律。除了在部分發(fā)電功率范圍內(nèi)，通流能力系數(shù)在大部分范圍均大于1，說(shuō)明級(jí)組3的通流能力受到的影響不大。推測(cè)其原因?yàn)辂}垢在級(jí)組3的積累程度減弱，級(jí)組3的通流面積受到的影響較小。

此外，在圖5中部分發(fā)電功率范圍內(nèi)，級(jí)組通流能力系數(shù)存在一定的波動(dòng)性，推斷為通流部分早期形成的鹽垢由于蒸汽沖刷或氣流振動(dòng)等原因而脫落，隨后再次累積形成反復(fù)的過(guò)程，導(dǎo)致通流能力系數(shù)在發(fā)電功率變化的過(guò)程中反復(fù)出現(xiàn)升降。但從長(zhǎng)期看，通流能力系數(shù)總體呈下降的趨勢(shì)。

蒸汽在汽輪機(jī)通流部分的葉片流道內(nèi)膨脹做功，隨著蒸汽壓力及溫度的降低，蒸汽比焓下降，熱能轉(zhuǎn)化為推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。以汽輪機(jī)級(jí)組為對(duì)象，當(dāng)汽輪機(jī)內(nèi)部的通流能力發(fā)生變化時(shí)，將對(duì)蒸汽做功能力產(chǎn)生影響。汽輪機(jī)級(jí)組效率定義為級(jí)組的實(shí)際焓降與理想焓降之比。選取6周的運(yùn)行周期，分析機(jī)組在類(lèi)似運(yùn)行工況下，級(jí)組1的級(jí)組效率變化情況，具體見(jiàn)圖6。

圖6 級(jí)組1的級(jí)組效率在運(yùn)行周期內(nèi)的變化情況

由圖6可得：級(jí)組1的級(jí)組效率設(shè)計(jì)值為86%，運(yùn)行中的級(jí)組效率均低于設(shè)計(jì)值；在監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，級(jí)組效率呈逐漸下降趨勢(shì)，并且隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，從79.9%逐漸降低至70.1%，降低了9.8百分點(diǎn)。

結(jié)合以上分析可知，汽輪機(jī)級(jí)組在運(yùn)行中發(fā)生通流能力逐漸減弱，以及級(jí)組效率逐漸降低的情況，可以將其判斷為汽輪機(jī)通流部分存在堵塞，并且堵塞的程度會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而加重。這種堵塞是逐漸積累的過(guò)程，符合通流部分結(jié)垢的特征。為了確保機(jī)組運(yùn)行的安全性，應(yīng)盡快查明運(yùn)行異常原因，安排停機(jī)進(jìn)行檢查。

3 通流部分結(jié)垢分析

3.1 結(jié)垢情況

汽輪機(jī)揭缸后吊出轉(zhuǎn)子并抽出隔板套，對(duì)通流部分進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)通流部分各級(jí)動(dòng)葉和隔板流道均有不同程度的結(jié)垢，具體見(jiàn)圖7。其中：汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)、高中壓第1～2級(jí)基本上沒(méi)有結(jié)垢，說(shuō)明過(guò)熱蒸汽段溶解鹽不析出；高中壓第3～6級(jí)的結(jié)垢特別嚴(yán)重，葉片間的通流間隙明顯堵塞而減小。結(jié)垢主要集中在第3～6級(jí)，與圖5中級(jí)組1、級(jí)組2的通流能力系數(shù)降低的變化趨勢(shì)相吻合。級(jí)組3的結(jié)垢程度一般，與圖5中級(jí)組3通流能力系數(shù)受結(jié)垢影響較小的情況一致。此外，從圖7可見(jiàn)低壓第9～17級(jí)的通流部分結(jié)垢較輕。

圖7 汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢情況

汽輪機(jī)通流部分鹽垢主要來(lái)源于品質(zhì)不合格的蒸汽，沿著蒸汽的流動(dòng)方向，蒸汽在通流部分膨脹做功，所溶解的鹽類(lèi)在一定的壓力和溫度下逐漸析出，沉積在葉片表面堵塞通流部分，導(dǎo)致通流能力下降，造成汽輪機(jī)各級(jí)組的工作壓力和溫度偏離設(shè)計(jì)值，以及機(jī)組的軸向推力、推力瓦溫度和軸向位移逐漸升高。汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢將導(dǎo)致葉片固有頻率等特性參數(shù)發(fā)生變化，引起機(jī)組產(chǎn)生不正常振動(dòng)[8]。汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢可能造成危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

(1)影響機(jī)組運(yùn)行的發(fā)電功率和效率。結(jié)垢堵塞通流面積，機(jī)組的發(fā)電功率因進(jìn)汽流量的減少而下降，同時(shí)鹽垢附著在葉片表面導(dǎo)致葉型損失增大，蒸汽膨脹做功減少，級(jí)組效率降低。

(2)影響機(jī)組運(yùn)行的安全性。結(jié)垢導(dǎo)致通流部分的熱力參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的壓力升高，導(dǎo)致機(jī)組的軸向推力增大，軸向位移、推力瓦溫度升高，汽輪機(jī)葉片面臨其強(qiáng)度超出材料許用強(qiáng)度而損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 結(jié)垢組分分析

為找出機(jī)組結(jié)垢的來(lái)源，對(duì)通流部分的鹽垢組分進(jìn)行分析。對(duì)汽輪機(jī)第3級(jí)、第6級(jí)、第7級(jí)、第8級(jí)的葉片和隔板不同位置進(jìn)行多次采樣，由第三方專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用光譜分析方法，所獲得的鹽垢樣品的組分見(jiàn)圖8。由圖8可得：鹽垢樣品的主要成分是硅酸鈉，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.8%～97.0%；第3級(jí)、第6級(jí)的鹽垢中含有18.3%～21.8%的碳酸鈉，第7級(jí)、第8級(jí)的鹽垢幾乎不含碳酸鈉；各級(jí)還含有少量的氧化鐵。

圖8 鹽垢組分分析

來(lái)自鍋爐的蒸汽對(duì)不同鹽類(lèi)的溶解能力不同，對(duì)硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)的溶解能力最大，并且溶解能力隨蒸汽壓力的提高而增大[9]。硅酸鹽的溶解能力與蒸汽的壓力、溫度有關(guān)，其在過(guò)熱蒸汽中的溶解能力要比在飽和蒸汽中的溶解能力高幾倍，在汽輪機(jī)通流部分，不同參數(shù)的蒸汽會(huì)產(chǎn)生不同程度的沉積[10]。

通過(guò)汽輪機(jī)揭缸檢查發(fā)現(xiàn)通流部分的結(jié)垢呈現(xiàn)一定的分布規(guī)律，即鹽垢主要集中在高中壓第3～6級(jí)，而高中壓第1～2級(jí)與低壓級(jí)的結(jié)垢程度較輕。汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的形成過(guò)程為：溶解攜帶硅酸鈉和碳酸鈉的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)通流部分膨脹做功，在汽輪機(jī)高中壓第3～6級(jí)(工作壓力為1.6～3.5 MPa、溫度為330～430 ℃)處，蒸汽中攜帶的硅酸鈉析出大量結(jié)晶，沉積到通流部分的葉片流通通道中，導(dǎo)致汽輪機(jī)通流能力減小，殘余的鹽類(lèi)在低壓級(jí)輕微沉積。

3.3 汽水取樣分析

進(jìn)入汽輪機(jī)工作的蒸汽主要是鍋爐側(cè)的過(guò)熱蒸汽，鍋爐生成飽和蒸汽過(guò)程中會(huì)選擇性地溶解攜帶爐水中的鹽類(lèi)物質(zhì)，停機(jī)后對(duì)鍋爐的過(guò)熱器管道進(jìn)行割開(kāi)檢查，管道內(nèi)表面未發(fā)現(xiàn)結(jié)垢。汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的主要成分為硅酸鈉，為進(jìn)一步找出硅酸鹽成分的來(lái)源，分別對(duì)汽水系統(tǒng)的過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、爐水、給水、除鹽水進(jìn)行取樣，并且分析其中硅成分的含量。

汽水取樣的分析結(jié)果見(jiàn)表1，參考GB 12145—2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的標(biāo)準(zhǔn)值，通過(guò)比較分析發(fā)現(xiàn)汽水品質(zhì)存在嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。由表1可得：過(guò)熱蒸汽中二氧化硅(SiO2)的質(zhì)量濃度高達(dá)300 μg/L，是標(biāo)準(zhǔn)值上限的20倍；飽和蒸汽中SiO2的質(zhì)量濃度約是標(biāo)準(zhǔn)值上限的21.3倍；除鹽水中SiO2的質(zhì)量濃度是標(biāo)準(zhǔn)值上限的24.4倍。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的汽水系統(tǒng)補(bǔ)水來(lái)自除鹽水，根據(jù)汽水流程可以推斷，蒸汽中溶解的高含量的硅酸鹽主要來(lái)自于除鹽水，除鹽水中SiO2的含量嚴(yán)重超標(biāo)是根本原因。

表1 硅成分分析結(jié)果

對(duì)除鹽水除硅系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在電站運(yùn)行中，嚴(yán)格控制汽水質(zhì)量在合格范圍內(nèi)，從源頭上解決了汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的問(wèn)題。同時(shí)，根據(jù)所建立的級(jí)組通流能力評(píng)估方法，運(yùn)行中可通過(guò)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，在線監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)的實(shí)際通流能力的變化程度，可以避免機(jī)組在后續(xù)運(yùn)行中再次發(fā)生類(lèi)似情況。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)57 MW抽汽凝汽式汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)的軸向推力增大和通流異常故障，建立了級(jí)組通流能力系數(shù)的診斷方法，結(jié)合運(yùn)行數(shù)據(jù)分析了汽輪機(jī)通流能力的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)該機(jī)組在投產(chǎn)后較短運(yùn)行周期內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)垢問(wèn)題，通過(guò)汽輪機(jī)故障的判定方法進(jìn)行分析，找出了通流部分結(jié)垢的根本原因并給出解決方案，所得到的結(jié)論如下：

(1)建立了汽輪機(jī)級(jí)組通流能力系數(shù)評(píng)估方法，用于級(jí)組通流能力的診斷分析。級(jí)組1、級(jí)組2的通流能力顯著下降，其最小通流能力系數(shù)分別為0.649、0.464，說(shuō)明通流能力已顯著下降。在6周的運(yùn)行周期內(nèi)，級(jí)組效率隨運(yùn)行時(shí)間的增加，從79.9%下降至70.1%，降低了9.8百分點(diǎn)。

(2)監(jiān)測(cè)并分析調(diào)節(jié)級(jí)與各段抽汽的運(yùn)行參數(shù)發(fā)現(xiàn)，在相同的發(fā)電功率下，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的壓力隨運(yùn)行時(shí)間的增加而不斷升高，在相同的流量下，調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽的壓力逐漸偏離設(shè)計(jì)值，呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，監(jiān)測(cè)周期內(nèi)累計(jì)升高了80.9%，各段抽汽的溫度也有不同程度的升高。

(3)通過(guò)汽輪機(jī)揭缸檢查發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)通流部分存在嚴(yán)重的結(jié)垢問(wèn)題，鹽垢主要分布在高中壓第3～6級(jí)，鹽垢的主要成分為硅酸鈉，鹽垢的分布情況與通流能力系數(shù)的分析結(jié)果相吻合。

(4)通過(guò)對(duì)汽水系統(tǒng)進(jìn)行取樣分析，發(fā)現(xiàn)蒸汽中SiO2含量嚴(yán)重超標(biāo)，除鹽水中SiO2的質(zhì)量濃度是標(biāo)準(zhǔn)值上限的24.4倍，這是導(dǎo)致汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的根本原因，運(yùn)行中應(yīng)按火電廠汽水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格將汽水參數(shù)控制在合格范圍內(nèi)。