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汽輪機(jī)通流部分清洗技術(shù)在6MW機(jī)組中的應(yīng)用論文
摘要：通過對(duì)霍州煤電煤矸石熱電廠2#汽輪機(jī)組推力瓦溫度高原因分析，得出其主要原因?yàn)橥鞑糠纸Y(jié)垢嚴(yán)重，流通不暢，導(dǎo)致汽輪機(jī)做功能力下降，使機(jī)組無法帶至額定負(fù)荷；并對(duì)通流部分結(jié)垢的原因進(jìn)行分析、研究，作出清洗處理，有效降低了機(jī)組運(yùn)行中的推力瓦溫度，以提高機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；通流部分；結(jié)垢；蒸汽品質(zhì)；清洗
霍州煤電煤矸石熱電廠2#汽輪機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)推力瓦溫度大幅度升高，運(yùn)行兩個(gè)月后負(fù)荷4Mw時(shí)推力瓦溫已達(dá)81℃，不得不限負(fù)荷運(yùn)行，嚴(yán)重影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
1、2#汽輪機(jī)推力瓦溫度高原因分析。
2#汽輪機(jī)帶額定負(fù)荷6Mw時(shí)，調(diào)整抽汽壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定值，并且隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷惡化。帶額定負(fù)荷6MW時(shí)調(diào)整抽汽壓力最高達(dá)0.785MPa（額定0.49MPa）；并且推力瓦溫驟然升高，帶4MW負(fù)荷時(shí)推力瓦溫已達(dá)81℃（冷油器出口油溫37℃），帶來嚴(yán)重安全隱患。根據(jù)各段抽汽壓力均與主蒸汽流量成正比這個(gè)原理，在運(yùn)行中通過監(jiān)視抽汽壓力，就可以有效地監(jiān)督通流部分工作是否正常。如果在同一負(fù)荷下各段抽汽壓力升高，則說明該抽汽級(jí)以后通流面積減少，多數(shù)情況下是結(jié)了鹽垢。其中，中壓汽輪機(jī)各段抽汽壓力相對(duì)升高15%時(shí)就必須進(jìn)行結(jié)垢清理。據(jù)此推斷為汽輪機(jī)通流部分結(jié)鹽、流通不暢，導(dǎo)致汽輪機(jī)做功能力下降，使機(jī)組無法帶至額定負(fù)荷。
2、2#汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的機(jī)理及2#機(jī)結(jié)垢的現(xiàn)狀。
（1）通流部分結(jié)垢的機(jī)理及化學(xué)成分。
由于鍋爐產(chǎn)出的蒸汽并不是絕對(duì)的清潔（其中含有各種鹽分和雜質(zhì)），蒸汽在進(jìn)人汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功時(shí)，參數(shù)降低，攜帶鹽分的能力逐漸減弱，鹽分即被分離出來，緊緊地黏附在噴嘴、動(dòng)葉和汽閥等通流部分的表面上，形成一層堅(jiān)硬的鹽垢。汽輪機(jī)內(nèi)沉積的物質(zhì)可分為易溶于水的、稍溶于水的和完全不溶于水的。可溶性的均是鈉鹽，如碳酸鈉、硫酸鈉、硅酸鈉、氯化鈉等；不溶性的是二氧化硅、氧化銅、三氧化二鐵等。
（2）2#汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的現(xiàn)狀。
霍州煤電煤矸石熱電廠2#汽輪機(jī)組型號(hào)為C6—3.43/0.49。由山西機(jī)床廠設(shè)計(jì)制造，額定功率6MW，自1998年投產(chǎn)以來，一直連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備的利用率很高。由于蒸汽中鹽分及雜物的日積月累，至2008年，該機(jī)通流部分結(jié)垢已達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，運(yùn)行中出現(xiàn)了帶額定負(fù)荷困難的問題，并且上述現(xiàn)象隨著機(jī)組連續(xù)運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷地惡化。2#機(jī)是一次調(diào)整抽汽式機(jī)組，運(yùn)行中調(diào)整抽汽壓力按用戶的要求，均調(diào)整鎖定在0.49MPa，所以，汽輪機(jī)結(jié)垢程度主要是通過監(jiān)視調(diào)整抽汽壓力的變化幅度來判斷。2#機(jī)組在帶6Mw負(fù)荷的情況下汽輪機(jī)抽汽壓力已達(dá)到0.785MPa（廠家給定允許值為0.49MPa），從2#機(jī)組外部象征來看為汽輪機(jī)高壓側(cè)通流面積相對(duì)減小造成了機(jī)組在帶高負(fù)荷的情況下、高壓側(cè)監(jiān)視段壓力超標(biāo)的現(xiàn)象。從整個(gè)熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀況來看，凝汽器管束材料為不銹鋼TP304，給水中硅的含量一直在控制之中，除氧器的除氧效果也比較優(yōu)良，熱力管道未受腐蝕，因而垢的成分排除了不溶于水的氧化銅、氧化硅和三氧化二鐵。故可以肯定垢的成分均為可溶性的鈉鹽。
汽輪機(jī)結(jié)垢后，解決的辦法主要有兩種：其一是停機(jī)揭大蓋解體各結(jié)垢部件，進(jìn)行人工鏟除。此法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且難以將積垢清除干凈、徹底。其二是在汽輪機(jī)運(yùn)行中，使用低溫蒸汽進(jìn)行清洗，將機(jī)內(nèi)溶于水的鹽垢清洗掉。本廠如采用停機(jī)機(jī)械清理的方法清理，既要投入大量的人力、物力，又需要較長(zhǎng)的時(shí)間，停機(jī)造成的損失巨大。為解決這一難題，我們組織工程技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，通過集思廣益，反復(fù)論證，在低轉(zhuǎn)速階段利用低溫蒸汽對(duì)通流部分清洗，以達(dá)到除鈉鹽垢的目的。
（3）汽輪機(jī)機(jī)組通流部分結(jié)垢的危害。
�、偈蛊啓C(jī)通流表面變得粗糙，增大蒸汽流動(dòng)時(shí)的摩擦損失，從而降低汽輪機(jī)的效率。
�、谄啓C(jī)通流部分積鹽使蒸汽的通流截面積減少，降低汽輪機(jī)的輸出功率。
③鹽類物質(zhì)沉積在隔板噴嘴上，會(huì)增大隔板前后的壓力差，從而增大隔板的彎曲應(yīng)力。
④鹽類物質(zhì)沉積在動(dòng)葉上，會(huì)增大葉輪前后的壓力差，從而增大汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向推力，使推力軸承過負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐赏屏S承烏金融化，動(dòng)靜部分發(fā)生摩擦、碰撞。
⑤一些鹽類物質(zhì)對(duì)通流部分尤其是葉片有腐蝕作用，腐蝕作用會(huì)降低葉片強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使葉片斷裂造成重大事故。
⑥鹽類物質(zhì)沉積在軸封上，使軸封環(huán)卡死失去彈性而造成軸封部分損壞。
�、弋�(dāng)沿汽輪機(jī)圓周積鹽不均勻時(shí)，將影響轉(zhuǎn)子的平衡，使汽輪機(jī)振動(dòng)加大，甚至造成嚴(yán)重事故。 3 2#汽輪機(jī)通流部分的清洗
（1）清洗原理。
因?yàn)樗羝锈c鹽的溶解性與蒸汽的壓力成正比，與蒸汽的溫度成反比；所以進(jìn)行汽輪機(jī)通流部分沖洗時(shí)，在保證汽輪機(jī)安全的前提條件下，盡可能在保持相對(duì)高的蒸汽壓力和相對(duì)低的蒸汽溫度。通過降低新蒸汽的進(jìn)汽壓力和溫度，即把新蒸汽溫度降低到接近于相應(yīng)壓力下的飽和溫度時(shí)，使通流部分大多數(shù)處于濕蒸汽下工作。達(dá)到利用濕蒸汽溶解鹽垢清洗通流部分結(jié)垢的目的。
（1）注意事項(xiàng)。
①清洗前先退出低真空保護(hù)系統(tǒng)，整個(gè)清洗過程中維持真空20kPa左右。
�、谠谇逑催^程中每隔20min化驗(yàn)一次凝結(jié)水硬度、電導(dǎo)率。并根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果來決定維持機(jī)組轉(zhuǎn)速的時(shí)間以及是否繼續(xù)升速，并判斷鹽垢的清洗效果，在凝結(jié)水電導(dǎo)率基本不變化并與給水電導(dǎo)率（25us/cm）大致相同時(shí)停止清洗。
�、墼谇逑催^程中鍋爐方面要根據(jù)要求嚴(yán)格控制蒸汽溫度、壓力，以保證合格蒸汽品質(zhì)。
�、軞鉁亟咏柡蜏囟纫院螅ㄒ话惚蕊柡蜏囟雀�5℃——10℃）應(yīng)繼續(xù)運(yùn)行到凝結(jié)水含鹽量降到規(guī)定范圍內(nèi)，然后升高氣溫。
⑤注意監(jiān)視汽輪機(jī)推力軸承金屬溫度≯85℃（當(dāng)前最高點(diǎn)78℃）。若推力軸承金屬溫度上升至85℃同時(shí)伴隨汽機(jī)軸向位移升高時(shí)，應(yīng)終止進(jìn)行清洗工作。
⑥注意監(jiān)視汽輪機(jī)脹差、汽缸膨脹、各軸承振動(dòng)、軸承溫度、軸向位移的變化，當(dāng)上述參數(shù)達(dá)到規(guī)定值時(shí)終止汽機(jī)通流部分清洗工作。
�、呷缭谶M(jìn)行汽機(jī)通流清洗過程中，任意參數(shù)達(dá)到緊急條件時(shí)，應(yīng)果斷停機(jī)；嚴(yán)禁發(fā)生人為處理不及時(shí)造成汽輪機(jī)損壞事故。
�、嗲逑匆院�，應(yīng)在相同的蒸氣參數(shù)、背壓和流量下比較清洗前后各監(jiān)視段的壓力，判斷清洗效果。
4、實(shí)施與效果。
2#汽輪機(jī)通流部分吹洗之后，運(yùn)行一直很穩(wěn)定，6Mw負(fù)荷時(shí)監(jiān)視段壓力由原先0.785MPa左右下降到現(xiàn)在的0.50MP且左右（額定0.49MPa）。機(jī)組的狀態(tài)達(dá)到了投產(chǎn)初期的水平，運(yùn)行工況大為好轉(zhuǎn)，不須再限負(fù)載運(yùn)行，汽輪機(jī)恢復(fù)到了最佳工況及應(yīng)有的效率，完全消除了因通流部分結(jié)垢而帶來的安全隱患。汽輪機(jī)的效率有了明顯的提高。
5、汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的預(yù)防。
汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢主要是新蒸氣品質(zhì)不良引起的，而蒸氣的品質(zhì)如何主要取決于鍋爐給水的品質(zhì)好壞。汽輪機(jī)葉片上結(jié)有不溶于水的物質(zhì)，如氧化鐵和氧化銅等。氧化鐵的出現(xiàn)是鋼的腐蝕所造成的，腐蝕部位主要發(fā)生在給水與凝結(jié)水的管路系統(tǒng)中。銅垢主要來源是低壓加熱器銅管的腐蝕產(chǎn)物，一般可以通過加強(qiáng)凝結(jié)器及除氧器的除氧效果來減緩氧的腐蝕。
汽輪機(jī)凝結(jié)水含有各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)來自銅管（兩級(jí)射汽抽氣器、低壓加熱器）的腐蝕、冷卻水的漏入以及低壓加熱器等的疏水。運(yùn)行中必須嚴(yán)格監(jiān)督凝結(jié)水品質(zhì)，不合格時(shí)及時(shí)排人地溝，同時(shí)應(yīng)監(jiān)督和防止冷卻水漏入凝結(jié)器中。
對(duì)化學(xué)水、疏水箱的質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)督，以不影響給水質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。
6、結(jié)束語。
通過汽輪機(jī)組通流部分清洗技術(shù)在霍州煤電煤矸石熱電廠2#汽輪機(jī)結(jié)垢問題的研究、探索與應(yīng)用，掌握了汽輪機(jī)結(jié)垢在運(yùn)行中的清洗方法，在預(yù)防汽輪機(jī)的結(jié)垢上取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。若進(jìn)一步改進(jìn)和完善，此辦法將變得更為成熟。
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