现代的发展,高效蒸汽轮机导致沉积增加,侵蚀和腐蚀问题。接近公差的涡轮机,高强度钢的使用,和不洁净的蒸汽有助于这些条件。
虽然有几个因素影响涡轮组件上的沉积物的形成,一般效果都是一样的不管什么原因。附着沉积形成的蒸汽通道,扭曲的原始形状涡轮喷嘴和叶片。这些存款,通常粗糙或不均匀的表面,提高蒸汽的流动阻力。扭曲的蒸汽通道改变蒸汽速度和压力下降,减少涡轮的能力和效率。情况严重,存款可能导致过度转子推力。可导致涡轮转子失衡的不均匀沉积,导致振动问题。
涡轮叶片,舞台上作为存款积累压力增加。图19显示的效果逐渐沉积在舞台上积聚的压力。存款是由attemperate蒸汽的使用受污染的水。病情犯规,这30 mw汽轮机失去了超过5%的发电能力。
涡轮存款可以在很短的时间内积累当蒸汽纯度差。所示的涡轮图整场被迫离线,沉积仅3个月后放置在操作。延滞的锅炉水,造成锅炉汽水分离设备不足,造成这种涡轮机沉积问题。
涡轮叶片上发现的硅沉积物的性质千差万别。表19次列出了大量的硅化合物已确定涡轮叶片沉积的各种研究。其中,非晶硅(SiO2)是最普遍的。
表19。硅酸盐存款在汽轮机中找到。
| SiO2 | 硅 |
| Na2SiO3 | 硅酸钠 |
| Na2SiO35 h2O | 偏硅酸钠五水化物 |
| Na2SiO39小时2O | 偏硅酸钠nonahydrate |
| NaAlSiO4 | 硅酸铝钠 |
| Na4硅铝合金3O12(哦) | 硅酸铝钠氢氧化 |
| Na4艾尔6所以4(SiO4)8 | 钠硅酸硫酸铝 |
| NaFeSi2O6 | 钠硅酸铁 |
| Na3[Cl (AlSiO4)6] | 钠chlorohexaaluminum硅酸盐 |
| KAlSi3O8 | 钾硅酸铝 |
| 假名3(AlSi4)6 | 三钠钾硅酸铝 |
| 毫克6[(哦)8如果4O10] | 硅酸镁octahydride |
| 毫克3如果4O10(哦)2 | 水合硅酸镁 |
| Ca2如果2O4 | 硅酸钙 |
| Ca2Al2Si3O10(哦) | 钙硅酸铝氢氧化 |
| 3基地2O34 na2O 6 sio2所以3 | 方石 |
| (铁、镁)7如果3O22(哦)2 | 硅酸铁氢氧化镁 |
| Na8艾尔6如果6O24MoO4 | 硅酸铝钠氧化钼 |
涡轮沉积的原因
夹带。一些机械夹带分钟滴在蒸汽锅炉水总是发生。此锅炉水倒流时过度,steam-carried固体生产涡轮叶片存款。积累有成分类似于锅炉水溶解固体。启动和发泡的最常见原因是高水平的锅炉水倒流。由于高水平的延滞经常遇到,这些情况往往导致过热器管失败。
温控水杂质。涡轮存款也使用不洁净的水造成的蒸汽温度调节和泄漏在封闭换热器用于温度调节。如果锅炉生产纯蒸汽和涡轮机存款仍然发生,温控系统应该作为一个可能的污染源调查。温控水应该同一纯度的蒸汽。温控中的任何化学处理水应该不稳定。
锅炉水的蒸发盐。涡轮沉积的另一个来源是盐在锅炉水的蒸发。锅炉水的除硅,蒸发盐通常不重要,压力低于2400 psig。硅可以蒸发成蒸汽操作压力低至400 psig。这引起了众多涡轮机沉积问题。二氧化硅的溶解性蒸汽温度增加而增加;因此,硅变得更加可溶性蒸汽过热。蒸汽是通过涡轮膨胀冷却,形成硅溶解性降低和存款,通常的蒸汽温度低于锅炉水。最小化这个问题,硅在蒸汽的数量必须控制。硅存款不是问题在大多数涡轮机的蒸汽二氧化硅含量低于0.02 ppm。因此,它已成为惯例限制硅在蒸汽小于0.02 ppm。 Sometimes, because of the more stringent operating conditions of certain turbines, vendors specify that steam silica be maintained at less than 0.01 ppm.
的条件雾状的石英发生延滞已经彻底调查和记录。研究人员发现,对于任意给定的一组锅炉条件使用软化或蒸发质量补充水,硅分布在锅炉水和蒸汽在一定的比例。这一比率,称为分布比例,取决于两个因素:锅炉压力和锅炉水博士的价值比率增加几乎对数越来越大的压力和减少与增加博士锅炉水pH值的影响在硅分布比变得更大更高的pH值。pH值从11.3增加到12.1比例降低了50%,而pH值增加从7.8到9.0没有可衡量的效果。对于任何锅炉压力和pH值,可以确定硅的分布比率从图18三。硅量的蒸发的蒸汽可以由测量锅炉水二氧化硅。合适的锅炉水硅水平必须保持低于0.02 ppm二氧化硅在蒸汽如图投中三分球。
当可溶性,二氧化硅在锅炉给水不影响硅中蒸汽的数量。当添加到锅炉水在不同的实验中,同等数量的硅酸和硅酸钠生产相同数量的蒸汽二氧化硅。因为蒸汽二氧化硅的量大大受到pH值的影响,很可能含硅的酸参与蒸发机制。
过热蒸汽的二氧化硅具有较高的溶解度比饱和蒸汽为任何给定的压力。如果机械延滞导致的硅含量饱和蒸汽,将硅溶解在过热,提供总二氧化硅存在不超过过热蒸汽二氧化硅的溶解性。因此,硅存款很少发现在锅炉过热器部分。
蒸汽达到涡轮膨胀后,失去压力和温度。因此,硅的溶解性降低。研究表明,最大值为0.02 ppm的二氧化硅蒸汽,压力小于200 psig达到涡轮硅开始前从蒸汽凝结。因此,硅优先沉积在汽轮机的中压和低压部分蒸汽的比容不同大约1到10英尺3/磅。溶解度数据如图波18比5有助于解释硅沉积的分布在涡轮机。
本地化硅饱和。涡轮存款也形成局部发生硅饱和和二氧化硅凝结蒸汽在这些地区的涡轮机。的部分蒸发沉淀二氧化硅可以发生只有部分硅溶解的连续的蒸汽流量。存款保持。
涡轮速度。另一个因素影响涡轮的位置存款是涡轮的速度。蒸汽流从入口到出口的涡轮只有几分之一秒。因此,沉积了下游的饱和蒸汽速度高。
预防硅存款
减少涡轮硅存款最重要的因素是维护锅炉低硅浓度的水。外部处理设备,因此必须仔细操作限制硅与补充水进入,必须监控和凝析油污染最小化。二氧化硅后进入锅炉水,通常的纠正措施是提高锅炉排污(减少锅炉水二氧化硅到可以接受的水平),然后纠正导致硅污染状况。
取消存款
当涡轮犯规与水溶性盐由于锅炉水倒流或温控水污染、汽轮机容量通常可以恢复被水清洗。因为它可以引起严重的涡轮损坏、水清洗应该仔细监督和涡轮应遵循供应商的建议。
当涡轮犯规与不水溶性化合物(包括硅),水洗很少恢复能力。停用清洗用氧化铝爆破或其他柔软坚韧材料需要删除这些存款。
涡轮叶片的侵蚀导致粗糙,凹凸不平的表面,改变蒸汽流量的路径。这降低了涡轮效率,还可以限制能力。侵蚀的高压涡轮年底通常是由固体颗粒(通常是氧化铁)出现在蒸汽。氧化铁粒子存在,如果他们没有被蒸汽吹在系统启动。他们还可以导致剥落的过热器或主蒸汽头氧化物或引入蒸汽温控污染水。
中间的侵蚀和低压叶片通常是由水的蒸汽引起的。下面操作设计入口蒸汽温度或在低负荷会导致凝结在这些阶段,导致侵蚀问题。
二氧化碳或其他酸性物种出现在冷凝可以加速损坏。可以提供一些保护erosion-corrosion分配比胺低,中和酸性,提高冷凝液的pH值。
点蚀、腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂问题都发生在蒸汽涡轮机。主要腐蚀的氢氧化钠,氯化物,硫酸盐和硫化物。通常,在蒸汽污染物的水平不够高腐蚀系统组件。通过汽轮机蒸汽膨胀,蒸汽降低污染物的溶解性。他们凝结在表面溶液浓度远高于原来的蒸汽中污染物浓度。这些集中的解决方案促进系统腐蚀。
点蚀通常与氯存款和发生在转子,磁盘和水桶。点腐蚀通常发生在潮湿、携氧的气氛发展报废的涡轮机。破坏最严重时氯存款也存在。大气氧或condensate-free应该维护,以防止腐蚀报废的涡轮机。
腐蚀疲劳和应力腐蚀开裂叶片和磁盘通常与硫化物(参见图后),氯化物和腐蚀性。最常见的问题是在低压部分大型发电厂的发电机,它的特点是高应力、裂缝和操作温度有利于集中解决方案的冷凝蒸汽污染物。问题也发生在高压部分和较小的标准尺寸的涡轮机,通常当大量的蒸汽污染发生。可以减轻这些问题设计,防止裂缝,降低压力,和/或采用低强度材料。同样重要的是,以避免不必要的压力和保持高纯度蒸汽在操作期间。
了解更多关于如何最大化性能,保护资产,苏伊士的访问锅炉水处理化学品页面。
图19。受污染的蒸汽温控水犯规这30 mw汽轮机,增加阶段压力和减少容量5%以上15个月期间。
图整场。
图18三。硅和锅炉水pH值对硅的波动。
图投中三分球。最大的锅炉水二氧化硅容许保持低于0.02 ppm蒸汽二氧化硅。
图波18比5。溶解度的二氧化硅在蒸汽在汽轮机中找到条件。
图后。硫化导致应力腐蚀开裂的涡轮盘。
