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超临界汽轮机组的积盐和腐蚀特性研究(2)

北极星电力网技术频道    作者:郭小翠,朱志平,赵永福,周瑜   2013/1/9 11:30:52   

  所属频道:  火力发电    关键词:  汽轮机积盐 汽轮机腐蚀 腐蚀

的沉积,偶有沉积时,由于机组负荷的波动,也容易被湿蒸汽洗掉。但是,由于凝汽器泄露,凝结水处理不正常,低压缸也可能结钙、镁水垢。这些水垢通常结在低压缸的倒数第四级叶片之前,因为倒数第四级叶片以后,蒸汽湿度较大,有时湿份的pH较低,所以常被水洗或―酸洗‖除去了[4-6]。

蒸汽在流经汽轮机低压缸的过程中,部分蒸汽发生了相变,开始凝结成小水滴,最后约有8%~12%的蒸汽在汽轮机低压缸中凝结,其余的蒸汽排到凝汽器中凝结。一般来说,蒸汽中的杂质含量是很低的,主要有害离子是Cl-。蒸汽中的各种盐类和无机酸等的汽、水分配系数都非常低,这些盐类和无机酸更倾向溶解于液相中。汽轮机的初凝水是盐水。初凝水中浓缩的盐类和酸性物质如果没有被碱性物质中和,则初凝水会呈酸性,甚至成为较高浓度的酸液,只有在初凝水被带到温度更低的区域才被稀释。汽轮机初凝水的pH值可能降到中性或酸性,并含有Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、CH3COO-、CuO和O2等,可发生各种类型的腐蚀。

2.3 汽轮机的磨蚀和腐蚀

(1)汽轮机的磨蚀

汽轮机叶片的磨蚀导致叶片表面粗糙的不平整的表面,进而改变蒸汽的流动路径。这就降低了汽轮机的效率和限制了汽轮机的容量。汽轮机的高压端的磨蚀常常是由蒸汽中的固体颗粒(一般是铁的氧化物)所导致的。如果在起机的时候没有使用蒸汽流冲洗那么就会有铁的氧化物颗粒存在。它们也可能是由于主蒸汽管道的氧化物的剥落导致的或者是被污染的减温水进入到了蒸汽中引起的。

中压或低压叶片的磨蚀常常是由蒸汽中的水导致的。在低于蒸汽管入口设计温度的条件下运行或在低负荷条件下运行导致在这些部位有水汽的凝结,产生磨蚀问题。

凝结水中的二氧化碳或其他的酸性物质能加速损坏。采用这些针对磨蚀-腐蚀的问题,可以采用低分配系数的胺来中和凝结水中的酸和提高的pH值来解决。

(2)汽轮机的腐蚀

点蚀、疲劳腐蚀和应力腐蚀破裂的问题在蒸汽轮机中都会存在。引起腐蚀的主要物质是氢氧化钠、氯离子、硫酸根和硫化物。一般来说,蒸汽中污染物的含量使不至于引起腐蚀系统的部件。当蒸汽在汽轮机中扩张后,污染物在蒸汽中的溶解性下降。它们在凝结点凝结的量比在原先的蒸汽中污染物凝结的更高。这些浓缩的溶解物质使系统的腐蚀加剧。

点蚀常常发生在转子、阀门和叶片处,并且点蚀处有氯的沉积物的存在。当汽轮机在含有雾气和氧的停运环境下,点蚀就会发生。有氯的沉积物存在的地方的点蚀损坏是最严重的。无氧和无浓缩的环境可以防止停运的汽轮机发生腐蚀。

叶片和转子的应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳通常是有硫酸根、氯离子和碱引起的。对于超临界锅炉,这些问题在低压缸是最常见的,而此时的特征就是高压、有裂缝和导致被浓缩的蒸汽污染物凝结的运行温度。当在高压缸和工业锅炉的蒸汽污染物达到很高的水平,也会存在这样的问题。这样的问题可以通过设计防止裂缝的发生、低压和/或者使用地应力材料的缓解。这对于避免不必要的应力和维持高压蒸汽纯度是很重要的。

2.4 盐类沉积的防止和处理措施

2.4.1 盐类沉积的防止

防止盐类沉积的措施是减少蒸汽携带,减少蒸汽携带主要是减少水中的杂质。一般通过三个方面来解决:保证给水质量、防止系统的腐蚀、保证系统设备不漏杂质。

(1)加强汽水品质检测 配备凝结水精处理系统可以大大降低凝结水中将来形成积盐的阴、阳离子的含量, 从根源上很好地控制了核电站整个汽水循环过程中盐份的保有量,减少积盐情况产生。

(2)设备防腐

在运行过程中要有效控制设备腐蚀情况:氧腐蚀和 pH超标腐蚀。而要控制设备氧腐蚀 , 主要是控制凝结水及给水的溶氧。并加强凝洁水、给水的除氧及pH值的控制。

(3)运行控制

及时调整锅炉的燃烧工况,保证水冷壁管在有足够流量的情况下均匀受热;机组在正常升降负荷时应该尽量缓慢,汽、水参数的变化要尽量平稳,避免因参数波动造成盐份析出;启动时,控制汽水分离器的水位在正常范围内稳定运行。

来源:电厂化学2011学术年会论文集
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