防止汽轮机转子结垢的研究与探讨

摘要：2007年4月，大屯发电厂在进行#3汽轮发电机组增容改造后的第一次大修时，发现汽轮机转子结垢严重。通过对系统综合分析研究，采取了有力措施，加强了对增容后锅炉汽包内汽水分离装置的改造与检修，加强锅炉运行调整，加强减温水系统的消缺工作，保证锅炉减温水的量控制在最佳状态，加强凝汽器的查漏堵漏工作，解决凝汽器溶氧偏高和凝汽器铜管泄漏问题，除进行日常巡检处理外，检修时要重点检查消缺，同时组织对汽轮发电机组进行热力化学试验，确定锅炉安全运行的临界负荷，锅炉负荷运行应不超过其临界负荷，减少蒸汽机械携带盐量，保证蒸汽携带水分的量符合要求。

关键词：汽轮机转子结垢；热力化学试验；临界负荷；蒸汽溶盐；凝汽器；汽水分离装置

中图分类号：TK263 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）04-0081-02

1 事故简介

大屯发电厂#3汽轮发电机组于1992年5月建成投产。汽轮机是武汉汽轮机厂生产的，型号为N50-90型凝汽式；锅炉是北京巴布科克、威尔科克斯有限公司生产的，型号为B&WB-200/9.81MPa，是单汽鼓、自然循环锅炉。

2003年10月，#3汽轮发电机组完成了汽轮机通流部分增容改造，改造后，汽轮发电机机组出力由原来额定负荷50MW提高到55MW，实际运行时，发电机组最大出力达到60MW。

#3汽轮发电机组增容改造时，未对锅炉受热面及汽包进行相应的增容改造。

2007年4月，在进行#3汽轮发电机组增容改造后的第一次大修时，发现汽轮机转子结垢严重。

2 危害

蒸汽溶盐在汽机的蒸汽管道及锅炉过热器内沉积结垢，影响传热和机组的热效率，同时沉积在汽轮机的通流部分，减小通流面积，增加叶片表面的粗糙度，因而增加流动阻力，如沉积在蒸汽管道的阀门处，可能造成主汽门或调门卡涩，引起汽轮机超速飞车等重大事故的发生。

3 汽轮机转子结垢的原因分析

汽轮机转子结垢主要是因为蒸汽带盐超标所造成，高温蒸汽溶解的盐在汽轮机内由于蒸汽逐级做功，主蒸汽压力、温度不断下降，就会析出，沉积于汽轮机的通流部分，造成汽轮机转子积盐或积垢。

造成蒸汽带盐进入汽轮机通流部分的原因主要有以下几个方面：

3.1 汽轮发电机组增容改造不够全面

汽轮发电机组在增容改造时，只对汽轮机通流部分进行了改造，而锅炉未进行相应的增容技术改造，致使锅炉长期超流量运行，造成蒸汽带盐增加，影响蒸汽品质。

3.1.1 锅炉汽包蒸汽清洗装置旋风分离器、波形板分离器未因机组增容改造而进行相应技术改造，当机组超额定负荷运行时，影响其汽水分离效果，造成汽水品质变差。

3.1.2 随着负荷的增加，锅炉汽包内蒸汽流动的速度和汽水混合物的流动速度增加，造成蒸汽带水量增加，特别是锅炉负荷超过临界负荷点后，蒸汽带水量会急剧增加，造成蒸汽带盐量大大增加，影响蒸汽品质。

3.1.3 随着负荷的增加，锅炉对流过热器吸热量份额增加，过热蒸汽的温度明显升高，造成了锅炉减温水量大量增加，大量减温水直接喷入过热器，将盐类“污染”直接带入蒸汽系统，致使蒸汽品质变差。

3.1.4 由于锅炉运行调整不当、减温水阀门内漏等问题，使得锅炉减温水量明显偏大，造成蒸汽品质变差。

3.2 汽轮机调速系统调节性能差

汽轮机调速系统调节性能差，造成机组负荷大幅度变化，使得锅炉汽包压力、水位变化大，蒸汽携带水分大幅增加，造成机组蒸汽带盐量增加。

3.3 汽轮机凝汽器泄露，凝水含氧量和含盐量不合格，造成汽轮机转子腐蚀产物沉积、积垢

3.3.1 凝汽器真空严密性差，造成凝结水溶氧超标。凝结水溶氧高，不仅会影响给水溶氧，造成汽水系统特别是低加系统的腐蚀，而且腐蚀产物带入热力系统内，进一步引起热力系统汽包、水冷壁及汽轮机通流部分等其他设备再次腐蚀和腐蚀产物沉积。

3.3.2 凝汽器铜管泄漏，未及时查漏堵漏，造成循环水直接进入凝水，致使凝水含盐量高。

3.4 机组运行操作不到位，造成蒸汽品质不良

3.4.1 停炉后的保养不到位，机组调峰、故障停机及计划检修时，对热力设备停用保养措施执行不到位，导致在机组启动时，检修、备用期间产生的大量腐蚀产物带入汽轮发电机组的汽水系统内，影响蒸汽品质。

3.4.2 开机时没有严格按规程对凝结水进行化验，造成不合格的凝水进入锅炉，造成蒸汽品质不合格。

3.5 化学监督不够重视

汽轮发电机组运行期间，化学监督尚未引起足够的重视，蒸汽品质变差，凝水不合格，不能及时发现问题和采取相应措施。

4 采取的防范措施

（1）汽轮发电机组增容改造后，结合大小修时间，组织对汽轮发电机组进行相应的热力试验，机组增容后对汽轮发电机系统安全经济性能的影响进行综合评价，并为机组以后的安全经济运行提供依据。

（2）结合机组的大修，组织对汽轮发电机组进行热力化学试验，确定锅炉安全运行的临界负荷，为以后机组的运行调整提供依据。运行人员加强负荷调度，确保锅炉负荷运行应不超过其临界负荷，减少蒸汽机械携带盐量，保证蒸汽携带水分的量符合要求。

（3）针对汽轮机调速系统存在的问题，如汽轮机调门动作频繁、机组甩负荷次数多，对汽轮机调速系统进行改造，保证机组加减负荷时，机组负荷不发生大幅度的变化，减少蒸汽机械携带盐量。

（4）化学专业与汽轮机专业加强联系，加强凝汽器的查漏堵漏工作，解决凝汽器溶氧偏高和凝汽器铜管泄漏问题，除进行日常巡检处理外，检修时要重点检查消缺，特别是大修时要做好水压试验及解决相关的缺陷。

（5）加强锅炉运行调整，加强机组合理的调度，特别是要加强锅炉风量的调整，使锅炉的风量在合理的范围内，严格控制减温水的量，尽量减少蒸汽不必要的“污染”，保证蒸汽品质合格，

（6）机组停运时，加强对锅炉、高加、低加及汽轮机本体等待用热力设备的保养工作，严格执行规程，并制定专门停炉、停机保养方案，停炉后，锅炉、汽轮机、化学监督等各专业要各司其责、密切配合，化学监督部门要加强对各种保养方法实施过程和最后效果的检查。

参考文献

[1] 国家电力公司东北公司，辽宁省电力有限公司.电力工程师手册[M].北京：中国电力出版社.

[2] 李恩辰，徐贤曼. 锅炉设备及运行[M].北京：水利电力出版社，1991.

[3] 周宝欣.火力发电厂生产技术管理[M].北京：中国电力出版社.

作者简介：王孝明，上海大屯能源股份有限公司发电厂工程师，研究方向：发电厂电力系统。

（责任编辑：周 琼）

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