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汽轮机通流部分清洗技术在6MW机组中的应用论文
摘要：通过对霍州煤电煤矸石热电厂2#汽轮机组推力瓦温度高原因分析，得出其主要原因为通流部分结垢严重，流通不畅，导致汽轮机做功能力下降，使机组无法带至额定负荷；并对通流部分结垢的原因进行分析、研究，作出清洗处理，有效降低了机组运行中的推力瓦温度，以提高机组的安全经济性。
关键词：汽轮机；通流部分；结垢；蒸汽品质；清洗
霍州煤电煤矸石热电厂2#汽轮机组在运行中发现推力瓦温度大幅度升高，运行两个月后负荷4Mw时推力瓦温已达81℃，不得不限负荷运行，严重影响机组安全经济运行。
1、2#汽轮机推力瓦温度高原因分析。
2#汽轮机带额定负荷6Mw时，调整抽汽压力远远超过规定值，并且随着机组运行时间的增长而不断恶化。带额定负荷6MW时调整抽汽压力最高达0.785MPa（额定0.49MPa）；并且推力瓦温骤然升高，带4MW负荷时推力瓦温已达81℃（冷油器出口油温37℃），带来严重安全隐患。根据各段抽汽压力均与主蒸汽流量成正比这个原理，在运行中通过监视抽汽压力，就可以有效地监督通流部分工作是否正常。如果在同一负荷下各段抽汽压力升高，则说明该抽汽级以后通流面积减少，多数情况下是结了盐垢。其中，中压汽轮机各段抽汽压力相对升高15%时就必须进行结垢清理。据此推断为汽轮机通流部分结盐、流通不畅，导致汽轮机做功能力下降，使机组无法带至额定负荷。
2、2#汽轮机通流部分结垢的机理及2#机结垢的现状。
（1）通流部分结垢的机理及化学成分。
由于锅炉产出的蒸汽并不是绝对的清洁（其中含有各种盐分和杂质），蒸汽在进人汽轮机内膨胀做功时，参数降低，携带盐分的能力逐渐减弱，盐分即被分离出来，紧紧地黏附在喷嘴、动叶和汽阀等通流部分的表面上，形成一层坚硬的盐垢。汽轮机内沉积的物质可分为易溶于水的、稍溶于水的和完全不溶于水的。可溶性的均是钠盐，如碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠、氯化钠等；不溶性的是二氧化硅、氧化铜、三氧化二铁等。
（2）2#汽轮机通流部分结垢的现状。
霍州煤电煤矸石热电厂2#汽轮机组型号为C6—3.43/0.49。由山西机床厂设计制造，额定功率6MW，自1998年投产以来，一直连续运行，设备的利用率很高。由于蒸汽中盐分及杂物的日积月累，至2008年，该机通流部分结垢已达到了相当严重的程度，运行中出现了带额定负荷困难的问题，并且上述现象随着机组连续运行时间的增长而不断地恶化。2#机是一次调整抽汽式机组，运行中调整抽汽压力按用户的要求，均调整锁定在0.49MPa，所以，汽轮机结垢程度主要是通过监视调整抽汽压力的变化幅度来判断。2#机组在带6Mw负荷的情况下汽轮机抽汽压力已达到0.785MPa（厂家给定允许值为0.49MPa），从2#机组外部象征来看为汽轮机高压侧通流面积相对减小造成了机组在带高负荷的情况下、高压侧监视段压力超标的现象。从整个热力系统的结构及运行状况来看，凝汽器管束材料为不锈钢TP304，给水中硅的含量一直在控制之中，除氧器的除氧效果也比较优良，热力管道未受腐蚀，因而垢的成分排除了不溶于水的氧化铜、氧化硅和三氧化二铁。故可以肯定垢的成分均为可溶性的钠盐。
汽轮机结垢后，解决的办法主要有两种：其一是停机揭大盖解体各结垢部件，进行人工铲除。此法费时费力，且难以将积垢清除干净、彻底。其二是在汽轮机运行中，使用低温蒸汽进行清洗，将机内溶于水的盐垢清洗掉。本厂如采用停机机械清理的方法清理，既要投入大量的人力、物力，又需要较长的时间，停机造成的损失巨大。为解决这一难题，我们组织工程技术人员进行技术攻关，通过集思广益，反复论证，在低转速阶段利用低温蒸汽对通流部分清洗，以达到除钠盐垢的目的。
（3）汽轮机机组通流部分结垢的危害。
①使汽轮机通流表面变得粗糙，增大蒸汽流动时的摩擦损失，从而降低汽轮机的效率。
②汽轮机通流部分积盐使蒸汽的通流截面积减少，降低汽轮机的输出功率。
③盐类物质沉积在隔板喷嘴上，会增大隔板前后的压力差，从而增大隔板的弯曲应力。
④盐类物质沉积在动叶上，会增大叶轮前后的压力差，从而增大汽轮机转子的轴向推力，使推力轴承过负荷，严重时甚至会造成推力轴承乌金融化，动静部分发生摩擦、碰撞。
⑤一些盐类物质对通流部分尤其是叶片有腐蚀作用，腐蚀作用会降低叶片强度，严重时会使叶片断裂造成重大事故。
⑥盐类物质沉积在轴封上，使轴封环卡死失去弹性而造成轴封部分损坏。
⑦当沿汽轮机圆周积盐不均匀时，将影响转子的平衡，使汽轮机振动加大，甚至造成严重事故。 3 2#汽轮机通流部分的清洗
（1）清洗原理。
因为水蒸汽中钠盐的溶解性与蒸汽的压力成正比，与蒸汽的温度成反比；所以进行汽轮机通流部分冲洗时，在保证汽轮机安全的前提条件下，尽可能在保持相对高的蒸汽压力和相对低的蒸汽温度。通过降低新蒸汽的进汽压力和温度，即把新蒸汽温度降低到接近于相应压力下的饱和温度时，使通流部分大多数处于湿蒸汽下工作。达到利用湿蒸汽溶解盐垢清洗通流部分结垢的目的。
（1）注意事项。
①清洗前先退出低真空保护系统，整个清洗过程中维持真空20kPa左右。
②在清洗过程中每隔20min化验一次凝结水硬度、电导率。并根据化验结果来决定维持机组转速的时间以及是否继续升速，并判断盐垢的清洗效果，在凝结水电导率基本不变化并与给水电导率（25us/cm）大致相同时停止清洗。
③在清洗过程中锅炉方面要根据要求严格控制蒸汽温度、压力，以保证合格蒸汽品质。
④气温接近饱和温度以后（一般比饱和温度高5℃——10℃）应继续运行到凝结水含盐量降到规定范围内，然后升高气温。
⑤注意监视汽轮机推力轴承金属温度≯85℃（当前最高点78℃）。若推力轴承金属温度上升至85℃同时伴随汽机轴向位移升高时，应终止进行清洗工作。
⑥注意监视汽轮机胀差、汽缸膨胀、各轴承振动、轴承温度、轴向位移的变化，当上述参数达到规定值时终止汽机通流部分清洗工作。
⑦如在进行汽机通流清洗过程中，任意参数达到紧急条件时，应果断停机；严禁发生人为处理不及时造成汽轮机损坏事故。
⑧清洗以后，应在相同的蒸气参数、背压和流量下比较清洗前后各监视段的压力，判断清洗效果。
4、实施与效果。
2#汽轮机通流部分吹洗之后，运行一直很稳定，6Mw负荷时监视段压力由原先0.785MPa左右下降到现在的0.50MP且左右（额定0.49MPa）。机组的状态达到了投产初期的水平，运行工况大为好转，不须再限负载运行，汽轮机恢复到了最佳工况及应有的效率，完全消除了因通流部分结垢而带来的安全隐患。汽轮机的效率有了明显的提高。
5、汽轮机通流部分结垢的预防。
汽轮机通流部分结垢主要是新蒸气品质不良引起的，而蒸气的品质如何主要取决于锅炉给水的品质好坏。汽轮机叶片上结有不溶于水的物质，如氧化铁和氧化铜等。氧化铁的出现是钢的腐蚀所造成的，腐蚀部位主要发生在给水与凝结水的管路系统中。铜垢主要来源是低压加热器铜管的腐蚀产物，一般可以通过加强凝结器及除氧器的除氧效果来减缓氧的腐蚀。
汽轮机凝结水含有各种杂质，这些杂质来自铜管（两级射汽抽气器、低压加热器）的腐蚀、冷却水的漏入以及低压加热器等的疏水。运行中必须严格监督凝结水品质，不合格时及时排人地沟，同时应监督和防止冷却水漏入凝结器中。
对化学水、疏水箱的质量应严格监督，以不影响给水质量为标准进行控制。
6、结束语。
通过汽轮机组通流部分清洗技术在霍州煤电煤矸石热电厂2#汽轮机结垢问题的研究、探索与应用，掌握了汽轮机结垢在运行中的清洗方法，在预防汽轮机的结垢上取得了一定的经验。若进一步改进和完善，此办法将变得更为成熟。
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