中石化股份天津分公司热电部 天津 300271
摘要：汽轮机叶片是汽轮机的重要组成部分，汽轮机叶片结垢后会对汽轮机的运行造成汽轮机运行不良，影响工作效率，甚至造成叶片的损坏。因此，分析叶片污垢及腐蚀产物的成分，对分析叶片结垢的成因具有指导意义。汽轮机叶片结垢与其所接触的介质有很大关系，一般情况下，汽轮机叶片主要跟蒸汽接触，目前没有专门针对汽轮机叶片上的污垢和腐蚀产物的标准，基于此，本文主要对汽轮机叶片污垢和腐蚀产物进行了简要的分析，以供参考。
关键词：汽轮机；叶片；污垢；腐蚀产物；分析
——浅谈关于如何提高新型救助船舶管理引言
汽轮机叶片在受到污垢、蠕变，腐蚀、损伤影响涡轮效率甚至导致停机，因此，需加强汽轮机叶片污垢和腐蚀分析，有效的提高其抗腐蚀能力，提高叶片性能的。
1汽轮机叶片污垢与腐蚀原因分析
1.1污垢
锅炉炉水中的盐分在锅炉高压、高温的状态下通过溶解与机械携带的方式进入蒸汽。机械携带的盐分随着温度变化，其溶解特性有所不同，温度增加，溶解能力强的盐分在过热器沉积较少，甚至不沉积，其大都溶入过热蒸汽中。随蒸汽在汽轮机内做功后，蒸汽压力、温度降低，溶解能力差的盐分首先在高压缸叶片上沉积，溶解能力强的盐分则沉积在低压缸叶片上或随蒸汽进入凝结水中，介于两者的盐分则沉积在中压缸叶片上。磷酸盐是相对难溶于蒸汽且最易析出的盐分。由于该锅炉炉水处理采用磷酸盐处理，导致锅炉炉水含有磷酸盐，蒸汽携带出去的磷酸盐从蒸汽中析出后沉积在汽轮机高压缸叶片上，进而导致汽轮机叶片污垢状况的发生。
1.2腐蚀
1.2.1酸性腐蚀
汽轮机酸性腐蚀，主要以盐酸腐蚀为主，有机酸一般不会使汽轮机发生酸性腐蚀。酸性腐蚀部位主要发生在低压缸初凝区的动、静叶片、隔板以及排气缸壁等部位。受酸性腐蚀部件的保护膜被全面或局部的破坏，金属晶粒裸露，呈银灰色，类似酸洗后的背面。如果这些部件有沉积物附着，则会使沉积物呈酸性，在机组停运后，由于空气的进入，沉积物吸潮，致使酸性腐蚀和点蚀，导致金属腐蚀表面为铁锈红色，而不是银灰色。
1.2.2点腐
蚀点腐蚀在汽轮机运行及停运过程中均可发生，初凝水中的盐类，特别是含CL、SO42-阴离子是产生点腐蚀的腐蚀介质。汽轮机在运行过程中由于负荷的变化，初凝区会发生变化，初凝水会浓缩，如果该区域有盐类附着，点蚀会加剧。在汽轮机停运期间，由于真空破坏，导致空气中的氧和二氧化碳进入汽轮机，在潮湿的气氛中，点蚀就会加剧。
1.2.3水蚀
汽轮机在低负荷运行时，低压末几级的工况较其他级变化最大。随着机组功率的增大，低压级组子午流道扩张角增大，叶高增加，当其相对设计工况的容积流量急剧减少时，会使流场参数发生很大变化。末级长叶片在小容积流量、真空工况运行，叶片底部会有较大的反动度，对设计不妥的动叶片下半部造成大范围的回流区。负荷越低，回流区越大。在启动和并网初始，回流范围甚至扩大到整个排汽缸。而且大功率凝汽式汽轮机的末级排汽湿度总是比较大，因此末级动叶后汽流中携带大量水滴，回流的蒸汽携带水滴冲击在高速旋转的动叶下半部形成水冲蚀。
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2汽轮机叶片污垢和腐蚀有效处理措施
2.1汽轮机叶片污垢预防措施
（1）机组检修期间应彻底清扫（去除）叶片、锅炉汽包内积垢及沉积物。（2）加强机组热力系统水、汽运行管理监督，定期全面地校对运行过程各种水汽质量，出现异常时要及时处理，实施闭环管理[5]。（3）根据目前锅炉的现状及水汽各项参数，建议炉水处理采用全挥发处理方式进行控制[6]。在全挥发炉水处理实施及转换过程中要全面做好水质分析，做好炉水水质不能满足挥发处理时特殊的控制方式、精处理系统的运行控制方式及凝结器泄漏的处理预案，以保证机组的安全运行。（4）精处理系统的运行宜采用RH/ROH方式控制。（5）切实做好启动阶段的化学监督，启动前首先检查热水井的水质是否合格，若硬度、铁含量超标，应将热水井中的水全部排掉，并进行冷态冲洗，直至水质合格；及时做好给水加药以及锅炉排污水质调节控制，做好除氧器除氧调整，使水质尽快合格。（6）生产过程中应加强净水站、化学补给水系统的运行管理，提高锅炉补给水的质量。（7）良好的在线化学仪表是保证有效化学监督与控制的重要手段，需加强在线化学仪表的校核、维护。（8）检修及校准汽包水位监测系统，确保水位控制准确。（9）定期做好热力系统的化学查定与水质、药品的检测与校核，防止因监督不到位而引起设备腐蚀与结垢。
2.2腐蚀预防措施
根据RyuichiroEbara的论文中的研究表明，腐蚀裂纹始于12%铬不锈钢，80多种不同化合物包括氧化物、硅酸盐和硫化物，均在涡轮叶片上的沉积物中发现。这些杂质的性质和浓度导致叶片疲劳强度急剧下降。Ebara氯化钠和氢氧化钠非常腐蚀性化合物，因此在减少叶片疲劳强度方面非常有效。例如，Ebara在他的研究中显示，即使是很小的（3%3x10-2%）氯化钠溶液浓度的大大降低了钢的强度疲劳。除湿范围包括静叶和动叶，为了达到除湿效果，需要充分利用叶片的几何结构。在静叶方面，有四种除湿结构：（1）空心导叶尾缘开设吹扫缝，将较高压蒸汽引进导叶内腔后，从尾缘吹扫缝喷出；（2）通过导叶空腔将水膜抽吸出流动区域；（3）一种是在动叶表面上铣出沟槽或者在动叶叶顶加上叶冠，另一种上述结构在动叶片同时都有。（4）通过向叶轮空腔内引进热量，加热壳体，使水膜层蒸发，不能形成二次大水滴。除此之外，还可以在动静叶栅间加装隔板装置达到除湿的效果。腐蚀主要发生在涡轮低压期，因为气温比较低，但在任何冷凝的领域都会有问题，当高温的阶段涡轮机开始冷却，为凝结提供了有利的条件，蒸汽在叶片上凝结，形成了表面的腐蚀坑和凹陷。这些对叶片损害很大，在正常负荷的压力下，这些集中器会增加局部应力，是叶片整体应力的数倍。这些局部应力的增加提供了一种材料结晶错位引动的方法，导致叶片变形和裂纹扩展。最终，应力、疲劳和腐蚀都是内在相关的，应力引起叶片的警惕结构错位运动，形成裂缝，从而增加局部集中应力，腐蚀通过与叶片材料的反应在现有皱纹的周围传播裂纹，增大裂纹尺寸，分散压力强度，减轻叶片的压力整体实力，在恒定的周期性负载下，这些因素结合导致叶片失效。这样累积的缺陷增加了部件失效的可能性，如果缺陷积累的很快，涡轮的运行寿命将大大缩短。应该改进组件设计以确保组件可靠性和提高涡轮效率。
结束语
总而言之，污垢及腐蚀产物的成因较多且复杂，在分析的过程中会遇到各种杂质离子的影响，从而导致试验失败。目前，在多次的分析试验中，总结出此方法是比较适合分析汽轮机叶片污垢及腐蚀产物的方法。通过分析汽轮机叶片污垢和腐蚀产物的成分及含量可以判断汽轮机叶片产生污垢及被腐蚀的原因，从而指导工艺进行调节参数，减少结垢现象的发生。
参考文献：
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[2]童万均，刘全，何盛国.汽轮机转子叶轮裂纹及叶片损坏处理[J].东方汽轮机，2017（03）：67-70+75.
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[4]郑观文，杨苑霖，曹顺安.某电厂3号汽轮机的结垢原因及防范对策[J].腐蚀与防护，2016，37（12）：1015-1017+1029.
论文作者:邵鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/17
标签：叶片论文; 汽轮机论文; 污垢论文; 蒸汽论文; 盐分论文; 产物论文; 沉积物论文; 《防护工程》2018年第26期论文;