摘要：汽轮机热力系统停运后的防腐保护是保证设备使用寿命的重要环节之一，因此，汽轮机长期停运应当针对热力系统停机方式制定详细全面的停机防腐保护措施。本文介绍了汽轮机停运后汽轮机本体、凝汽器汽水侧、高低加和除氧器的腐蚀机理和危害，总结了干风干燥法和充氮法在汽轮机设备防腐的应用。
关键词：汽轮机；腐蚀；防腐措施；
0.前言
近年来，随着新能源电力项目上马，这势必迫使东北地区部分火电机组在非采暖期长期处于停备状态。汽轮机系统停运后的防腐保护工作，是延长设备寿命的重要措施之一。为此，有必要深入分析汽轮机系统停运后的腐蚀机理，制定有效防腐措施，以满足电厂长期安全经济管理的要求。
1 汽轮机系统停运后的腐蚀及危害
1.1 汽轮机本体停运后的腐蚀机理及危害
汽轮机停运后汽缸、凝汽器汽侧积水等现象是不可避免的。随着金属温度逐渐下降，这些漏入的蒸汽和潮湿气体会在汽轮机本体金属上凝结，形成水膜。潮湿气体或水膜能够溶解沉积在通流部分的钠盐，使其导电性大幅度提高。钠盐溶液的出现加剧了金属的腐蚀程度。钢材的腐蚀速率与空气湿度的关系如（图一）所示。
图一 碳钢腐蚀速率与空气相对湿度的关系
如果在停机备用期间未能进行有效的防腐保护，往往会在通流部分形成金属点蚀。在随后的启动和运行中，点蚀受到应力的作用，进一步加剧了腐蚀疲劳，大量消耗金属的使用寿命。因此，停机后必须采取相应措施降低机内的空气湿度。
1.2 凝汽器系统停运后的腐蚀机理及危害
凝汽器系统停运后的腐蚀包括水侧腐蚀和汽侧腐蚀两部分。
停机后的凝汽器汽侧长时间的处于潮湿环境，进入其中的氧气、二氧化碳是导致凝汽器汽侧金属腐蚀的主要原因，汽侧腐蚀由于各种原因往往为人们所忽视，当给予正视和解决时，就可以使换热管在汽侧的腐蚀减到最低或不发生[1]。
凝汽器水侧的腐蚀机理因凝汽器的结构、材料、使用条件和冷却水质等不同而变化，主要有沉积腐蚀和脱锌腐蚀两种方式。在循环水停运后，循环水中的微生物、污泥、杂质等就会沉积在管束内壁上，形成沉积腐蚀。沉积腐蚀的机理是，固体物质沉积在管束内壁上形成屏障，阻碍氧扩散到下面的金属表面，缺氧的金属成为阳极区，形成了氧浓差腐蚀电池，使沉积物下的金属发生腐蚀。如果铜管凝汽器管束内冷却水不流动，在局部还会出现黄铜中的锌被单独溶解，黄铜表面腐蚀产物下呈现一层海绵状态松软的紫铜，这就是通常所说的脱锌腐蚀。
1.3 高低加、除氧器停运后的腐蚀及危害
回热系统停运后的腐蚀，除了不可逆转的腐蚀损坏外，还会对后续启动和运行期间的汽水品质带来不利影响，直接的影响是延长了启动时间[2]。给水系统腐蚀后，会使水中含有大量的铁、铜离子，这些离子的氧化产物为Fe2O3、CuO，会在锅炉的水冷壁管内的个别地方沉积下来，形成相应的水垢。这些水垢导热性能很差，会引起水冷壁管局部过热，甚至爆破。更为严重的是，由于氧化铁垢的形成，在锅炉水冷壁内造成许多微电池，加速炉管腐蚀。
2 汽轮机系统停运防腐保养措施
2.1 汽轮机本体的防腐措施
汽轮机长期停运后本体的防腐宜采用干风干燥方法。优点是系统简单、操作灵活、相较热风干燥耗能少。汽轮机在停机后应放尽汽轮机本体及相关管道、设备内的余汽和积水，当汽缸壁温度降至100℃以下时，向汽缸通干风，如（图二）所示，当设备排出口空气的相对湿度在30%～50%即为合格。
图中：①—除湿机；②－再热器；③－高压缸；④－中压缸；
⑤－低压缸；⑥－凝汽器
图2 汽轮机热力系统干风干燥流程图
在干燥和保护过程中，应定时用湿度计测定排气的相对湿度，当相对湿度超过50%时启动除湿机。根据每1小时置换汽缸内空气5～10次的要求选择除湿机的容量，除湿机所提供的风压应为150Pa~500 Pa。汽轮机除湿系统可设计成开路或循环方式。为了简化临时系统，可以选择多台除湿机。每台机组预留专用干风接口，除湿机为多台机组公用。除湿机运行期间，汽轮机宜定期盘车。
2.2 凝汽器系统的防腐措施
一般情况下，应结合汽轮机本体的防腐制订凝汽器汽侧的防腐措施，在停机期间对凝汽器汽侧腐蚀产物要进行全面清理。
凝汽器的水侧防腐，在夏季循环水泵停运之前8h，应进行一次杀菌灭藻处理。如果停运持续时间超过72小时，不要求机组的可用性，可以在停运循环泵前，确保胶球系统投运大于2小时，停运后关严凝汽器循环水进出口门，系统全面放水。放水后打开人孔用压缩空气吹干管束，保持人孔敞开。并进行必要的检查维护工作：（1）如果发现有管束被杂物堵塞要及时疏通；（2）对凝汽器水室防腐锌板进行检查，若发现有松动或损坏严重的要进行处理；（3）对管束胀口及中间部分进行检查，决定启动后是否对凝汽器进行硫酸亚铁镀膜。
2.3 高、低加系统的防腐措施
高、低加系统在无需保持设备可用性，长期停机高低加的保护与汽轮机本体同时进行、可以排尽存水同时利用氮气来作为防腐剂。停机后在残余压力下排尽并抽空汽侧残余水份，然后立即给已抽空的系统充注氮气，对于高加水侧，在给水泵停运排空水后再充入氮气。用氮气实施防腐的系统要保持轻度过压状态，最好将压力保持在0.03-0.05MPa。监视压力低于0.01MPa后要及时补充氮气，氮气的纯度要求在99.5%以上，最低不小于98%。
如果没有及时采取防腐保护措施，机组停运后加热器内已进入空气，这种情况下的防腐，最好将汽侧水全部放尽，高低加抽汽电动门、排空门、正常疏水门、事故放水门、疏水管路放水门、取样管路均严密隔离，然后，对加热器进行充氮。加热器充氮要逐个进行，首先进行空气置换，在加热器事故放水门前管路放水门处取样化验氮气浓度大于98%时，关闭该放水门停止置换，升压至0.05MPa，氮气压力下降后及时补充。
2.4 除氧器系统的防腐措施
机组停运在一周内以上机组不要求保持可用性，除氧器在机组停运后，通过余压全面放水，及时充氮通过排氧门置换，然后升压至0.05MPa。监视除氧器压力下降至0.01 MPa时，及时补充氮气。
3 结语
汽轮机系统停运后的防腐保养涉及面宽、持续时间长。在实践中，除汽轮机本体的停运防腐之外，还应当重视凝汽器、高低加、除氧器及其它设备的防腐保养工作。完善的设备停用保护是一个系统的工作，要求在停机前根据停机持续时间做好计划；在停机过程中适时地采取措施；停机后还要加强监视工作。只有按规定对汽轮机系统进行了全面周到的防腐保养工作，才能使汽轮机系统寿命得到保证。
参考文献：
[1]张伟.凝汽器和低压加热器换热管采用不锈钢材质的趋势[J].汽轮机技术，2003，45（4）：240-242.
[2]董卫国，徐则民.火电厂给水加热器的运行、维护和检修[M].北京：中国电力出版社，1997.
论文作者:王国伟,齐明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：汽轮机论文; 凝汽器论文; 系统论文; 氮气论文; 本体论文; 除湿机论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第29期论文;