660MW超超临界机组汽轮机积盐和腐蚀研究

马俊 徐小翠

摘  要：在超超临界机组汽轮机使用的过程中，受到汽水系统等因素的影响，其内部可能存在积盐和腐蚀的情况，影响汽轮机的运行质量。本文就660MW超超临界机组汽轮机积盐和腐蚀情况进行分析，详细讨论其出现结垢的原因和具体的预防解决方法，旨在为相关的运行管理人员提供几点参考。

关键词：超超临界机组;汽轮机;积盐和腐蚀

引言：

超超临界机组运行的热效率更高，具有较强的节能环保效果，其在使用的过程中，汽轮机内的工质为蒸汽，这使得在长时间的高温和高压下，内部汽轮机非常容易产生结垢的情况，蒸汽中的盐类物质对汽轮机组产生腐蚀，影响机组的正常运行，为机组的正常工作埋下了较大的安全隐患，因此，相关的运行人员应加强对积盐和腐蚀等现象的预防和管理，提高超超临界机组的运行状态。

1汽轮机产生积盐和腐蚀的原因分析

1.1汽轮机中积盐种类

在对超超临界机组汽轮机内的叶片进行污垢采集，使用射线荧光光谱等方法对其进行分析，了解污垢的构成。通过该方法能够有效分析出污垢中的沉积物种类和元素。通过对汽轮机内部的污垢进行抽样采集和检验，可以发现其中主要的构成为盐类物质，其主要成分为硫酸盐、氧化铁等，同时还有较多的铁元素、铝元素和钠元素，还有少量的铜和镁，根据元素来对其充分进行分析，可以得出污垢的主要成分为铁盐和钠盐等，通过了解其成分，可以制定针对性的污垢预防和解决措施。

1.2产生盐垢的原因

1.2.1铁盐的产生原因

设备污垢中的铁盐主要包括氧化铁和硫酸铁等，由于设备主要由钢铁材料构成，超超临界机组汽轮机内温度较高，并且气压较强，内部的汽轮机叶片在蒸汽推动下做功，表面可能会被蒸汽携带的氧所氧化，生成氧化铁和一部分铁离子。铁离子与其他的阴离子发生反应，温度降低时，氧化铁或铁盐会附着在叶片或者汽轮机内壁具有流动性功能的部位，长期影响下会产生堵塞现象，影响整体设备使用效果。在出现氧化铁后，若未及时进行去除，氧化铁的影响下，会加速设备被腐蚀的速度，设备重新运行后，氧化铁附着的位置发生再次发生腐蚀的概率更高，腐蚀的速度更快，不仅影响汽轮机内蒸汽的质量，同时对设备的安全性有着重大的影响[1]。

汽轮机内的蒸汽也是产生盐垢的主要原因之一，如果汽轮机内的蒸汽未达到相应的标准，使用酸性或碱性的水源来作为工质，设备运行的情况下，酸性物质会腐蚀内部的铁质容器，产生大量铁离子，碱性物质会与铁发生反应产生盐类，形成结垢，从而导致汽轮机内铁盐含量不断增加。

1.2.2钠盐的产生原因

钠盐主要来源于汽轮机用蒸汽中，目前许多公司选择使用黄河水经过相应的脱盐处理后，补充到锅炉内，但由于目前黄河水处理的方式和工艺仍有一定不足之处，即便是使用膜工艺进行对黄河水的深度过滤脱盐，仍然不能将水中的钠离子完全祛除。水中的钠盐在温高压的汽轮机内分散溶解，但随着设备运行结束后，其高温和高压条件消失，钠离子以盐的形式析出，并凝结在通流部位结成盐垢。盐垢不仅会腐蚀叶片，同时还会对通流部造成堵塞，影响汽轮机的正常运行。

1.2.3铜盐产生原因

铜盐在汽轮机内的含量一般较低，超超临界机组汽轮机的整体均为钢铁材料构成，因此铜离子的主要来源为输水管道中铜制构件。在输水管道和阀门受到腐蚀后，可能会产生游离的铜离子，在汽輪机内高温高压下受到氧化，最后附着在汽轮机叶片上中。含铜的氧化物或盐类有一定的重量，大量结垢会影响汽轮机叶片的运行状态。

1.2.4铝盐的产生原因

铝盐同样是由工质水带来的，在为锅炉补充水分时，需要对水进行处理，常见的处理方式为向水中添加适量的净水剂，其中金属添加剂中含有铝元素，微量的铝离子会溶解在水中，在高温高压条件下与汽轮机内其他离子发生反应，最终附着在叶片上形成污垢。

2超超临界机组汽轮机积盐与腐蚀的解决方法

2.1加强对水质的控制

为减少超超临界机组汽轮机中的积盐与腐蚀现象，最重要的工作之一是严格对水质进行控制，确保水质符合相应的标准。对于汽轮机设备来说，其工作中的压力和温度较高，汽轮机内的蒸气在流动的过程中和冷凝后，都可能产生水垢，进而对汽轮机的运行质量有着不良的影响，因此设备对于蒸汽的要求非常高。

进入锅炉中的水需要进行提前处理，产生合格蒸汽才可以进入到汽轮机内，在检查的过程中，首先，应对其中的悬浮物和胶体等可见污染物进行过滤和去除，如水中的悬浮颗粒或内部的胶体颗粒。在处理时，应使用过滤等方式将固体物质去除。确保处理后水的各项指标达到相应的标准。其次，对水中可溶解性的盐类进行测量和去除。在水中尤其是黄河水中，可溶性盐类的种类和含量非常多，因此，应对其进行测量和处理。相关人员可以先对水质进行分析，了解其中的物质以及含量，根据物质种类进行合理的处理，将其中的杂质除去。如使用离子过滤膜等设备进行过滤，或者使用化学试剂进行沉淀反应，再进行过滤，降低水中的可溶性盐的含量。最后，对水中易造成结垢物质进行检查和处理。在易造成结垢物质中主要指的是金属离子，其质量较大，容易造成沉淀结构，在水中常见的金属离子包括钙离子、镁离子等，在处理过程中可以通过沉淀或者过滤等方式进行处理。另外在水中还可能存在酸性或碱性物质，其内部含有一定氢氧根离子或碳酸根离子，对设备有一定的腐蚀作用。因此，应使用专用的试剂进行处理或者使用膜过滤技术等，降低其中的酸碱离子含量。在对水质进行控制和去除的过程中，需要对水质进行检查，通过专业的仪器仪表来对水质进行测试，确保水质符合相应的标准，减少其中的不良盐类结垢物质。

2.2调整给水处理方式

在给水的过程中，可能会使水中的盐类物质或者金属离子等不断增加，进而破坏水质，提高设备结垢积盐的概率。汽轮机运行的过程中，设备内部的转速和蒸汽流动速度过高，整体的积盐含量不断增加，可能会对流通部位造成堵塞效果。目前汽轮机运行，使用的AVT处理技术并不能使水质完全达标，因此，可以选择使用氧化处理的方式，提高水质效果。目前较为流行的处理方法为WOT（弱氧化处理）。通过在水中加入适当并且合格的氧气，与内部铁离子等进行反应，生成较为稳定的Fe2O3，在机组内形成较为稳定的保护膜，避免进一步的腐蚀，减少铁离子的含量，从而减少积盐和腐蚀的产生[2]。

2.3降低蒸汽流动带来的加速腐蚀

在汽轮机运行的过程中，汽轮机内部蒸汽，在其流速不断加快的过程中，其产生的腐蚀效果更强，为缓解腐蚀效果，可以通过降低受热面的流动速度来减少腐蚀现象。在受热面腐蚀的主要原因是其中的氧化颗粒较多，氧化层较为稀疏，导致设备内部的氧化腐蚀不断加快。为降低腐蚀效果，一方面，可以使用具有较强抗氧化的材料来进行设备的构建。另一方面，通过在水中加入氧气的方式，将叶片形成的四氧化三铁转变成为三氧化二铁，提高其抗氧化能力，同时保护下层的铁质设备。在对水中进行输氧时，可以使用氧化给水方式提高水中氧气的浓度，并对内部氧气含量进行精准控制，使其能够顺利形成三氧化二铁，提高氧化效果。在精准控制下，不需要在其中加入相关化学试剂，不仅节省成本，还能够避免生成其他种类的杂质，对水质造成破坏。

结论：

综上所述，为保证660MW超超临界机组汽轮机的正常运行，应避免其中产生大量的积盐和腐蚀现象，相关运行人员应定期对积盐和腐蚀现象进行整理总结，同时使用合理的方式进行预防，降低产生积盐污垢的可能性，避免对机组设备造成不良的影响，从而提升整体的运行效率，不断提升设备运行的经济效果。

参考文献：

[1]陈辉，戴维葆，蔡培，等.660MW超超临界二次再热机组锅炉冷灰斗高温腐蚀原因分析及调整[J].电站系统工程，2021，v.37;No.199（01）：42-44.

[2]张龙龙.660MW超超临界机组汽轮机真空系统异常情况的分析及处理探讨[J].智库时代，2018，000（038）：P.290-291.