汽輪機運行條件和環境評述

張越

摘 要：了解蒸汽渦輪機凝結水的形成以及連接到系統運行。此外，還概述了試驗變量對環境輔助裂化的影響。介紹了汽輪機的運行情況，包括蒸汽循環、蒸汽/水回路的化學控制以及溫度、壓力和蒸汽濕度的分布。使用經驗表明，開裂主要發生在凝析油形成的區域。凝結水形成的飽和溫度，在不同的站之間是不一樣的， 取決于渦輪的設計和運行條件。基于穩態流動條件下熱力學數據的計算表明，非揮發性組分（如氯化物、蘇洛）的濃度，液相中的相含量可能是蒸汽的100倍。在蒸汽干燥的地區，這些物種的濃度可能要高得多，發生干/濕循環。另一方面，在正常操作條件下，液相中揮發性物質（如氧氣、二氧化碳）的濃度通常小于1 ppb。然而，在瞬態條件下（強制冷凝、漏氣、空載和啟動），凝結水中的氧氣和二氧化碳濃度可高達幾ppm。

關鍵詞：汽輪機；水/蒸汽化學；應力腐蝕；環境輔助開裂

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.065

1 引言

電力工業經歷了汽輪機葉片、圓盤和轉子的環境輔助開裂（EAC）等失敗。盡管全世界都在努力，但偶爾也會出現問題。為了更可靠地預測開裂的條件，對于這些條件，裂紋尺寸隨時間的演變，以便無損檢測， 知情決定，檢查間隔和剩余壽命。困難在于服務條件的復雜性和短暫性。

汽輪機盤和葉片鋼的應力腐蝕開裂（SCC），特別是長裂紋的應力腐蝕開裂（SCC）研究已有30多年的歷史。然而，所生成的數據可能顯示不一致。 名義上相同的條件，這在一定程度上是由于缺乏對測試條件的控制，數據解釋的科學框架也沒有得到驗證。 在許多應用程序中，與明顯相似的測試條件具有細微差異，這是被忽略的。

2 汽輪機運行工況

長期以來，汽輪機運行中存在的腐蝕、點蝕、環境輔助開裂（EAC）、沉積物堆積及相關損失等問題一直存在。與蒸汽中的雜質有關。因此，對水和蒸汽化學的廣泛研究已經進行了幾十年。并就蒸汽中雜質的結轉、分配和沉積提出想法。汽輪機的運行條件復雜，且各站之間存在差異。將著重研究氯化物、氧氣和二氧化碳等雜質對圓盤和葉片表面形成的凝結水溶液組成的影響。還將評估裂縫對局部化學的影響。

3 蒸汽循環

蒸汽循環的基本要素包括鍋爐（或蒸汽發生器）、渦輪機、發電機和冷凝器。一個簡化的蒸汽循環，在這種情況下，有一個汽包式鍋爐。有兩種類型的蒸汽/水回路，即滾筒式和直通式。滾筒式機組在亞臨界壓力下（即約220巴以下）與水分離。 汽包中的飽和蒸汽，干蒸汽經過過熱器，那里的溫度上升到所需的水平。鼓式機組與一次過式相比的優勢就循環化學而言，設計是亞臨界蒸汽發生器汽包中的汽水分離階段更大的靈活性。 例如，磷酸鹽處理可用于將鈣和其它“硬度”鹽的殘余濃度轉化為它們各自的磷酸鹽組合物，可用于水處理的添加劑。 這些化合物可以更容易地分散并吹除。（盡管在高壓裝置中可能存在一些化合物）。因此，鼓形機組具有在邊際給水水質下運行的能力。

一站式機組的工作壓力高于臨界壓力。由于水在這些所謂的超臨界機組中不沸騰，所以沒有必要用汽包將水和蒸汽分開。我們在超臨界壓力下運行的一個一次性裝置，簡單地說是通過一段管子來輸送水并輸送熱量。在一定的焓（1980-2446kJ/kg）流體經歷從液體到蒸氣的轉變。在較高溫度和與超臨界機組相關的壓力下操作的優點是， 與在亞臨界條件下運行的機組相比，發電效率得到了提高。

由于水在一次過的單元中被完全轉化為蒸汽，給水中的固體物質最終必須沉積在鍋爐、過熱器或渦輪機中。雖然高質量的給水可持續提供，冷凝器始終可能有污染源。因此，凝結水的脫礦是必要的，在一站式鍋爐的系統中，如果操作的話，在冷凝器泄漏時，離子不能減少。在實際操作中，只有全揮發性處理（如氨或肼）可以一次通過單元使用，而最近的氧氣處理逐漸些流行，氧氣水平控制在25 ppb-50 ppb范圍內。原則上，一次過裝置中常用的加氧處理也可應用于鼓形裝置凝結水拋光使其它雜質保持在很低的水平。

4 結論

綜上所述，一次進給式和汽包式機組中循環化學的差異將對蒸汽發生器下游動力系統的環境產生大影響。建立汽輪機鋼蒸汽化學與凝結水化學聯系的最新知識和認識，強調不規范的蒸汽化學和有載和下負荷瞬變。

參考文獻：

[1]杭州工業汽輪機研究所.工業汽輪機文集[R].杭州：杭州汽輪機廠技術情報室，1987.