機組主汽門和高調門卡澀原因分析

牛長軍，張志國，徐艷麗，劉玉捧，周世才，郝同杰

(1.國電投周口燃氣熱電有限公司，河南 周口 466200；2.國家電投集團河南電力有限公司技術信息中心，河南 鄭州 450001；3.國電投新鄉豫新發電有限責任公司，河南 新鄉 453011)

1 概述

某電廠建有2×200 MW國產燃煤機組，汽輪機為超高壓、中間再熱、兩缸兩排汽、單抽調整抽汽供熱凝汽式兩用機；鍋爐為超高壓、自然循環、單爐膛四角切圓燃燒、一次中間再熱、“П”型布置汽包鍋爐；發電機為水、氫、氫冷卻同步汽輪發電機。鍋爐補給水處理水源為水庫水，經機加池和纖維過濾器處理后進入陽、陰床和混床制除鹽水，機組補水進凝汽器。

在某次計劃停機過程中，1號機組左、右兩側高壓主汽門出現嚴重卡澀現象，不能關閉；2號主汽調門卡澀在31 %；高排逆止門不能關閉。

2 原因分析

造成主汽門卡澀的原因比較多，一般有機械、材質、化學汽水品質方面的原因。具體常見原因如下：運行過程中門桿及門套鈍化層發生剝離造成卡澀；主汽門門桿及門套材質存在缺陷導致主汽門卡澀；機組蒸汽品質惡化使門桿上結垢嚴重導致主汽門卡澀等。

2.1 現場檢查

為查明引起閥門卡澀的原因，在機組臨停檢修過程中，化學專業人員與汽機專業人員進行了現場檢查及原因分析。

2.1.1 現場檢查情況

對高壓主汽門、高調門進行了現場檢查。高調門及高壓主汽門閥套外側均有有嚴重腐蝕，較大的腐蝕坑直徑約20～30 mm，深度可達5 mm左右，腐蝕坑形似“鑿”出。高調門內壁附著一層灰色粉末，用手觸摸即脫落，厚度約1～2 mm。

同時對高調門內粉末狀沉積物取樣采用能量色散X熒光光譜法進行成分分析，結果見表1，其主要成分為鐵氧化物。

表1 高調門內沉積物成分分析(質量分數) 單位：%

2.1.2 割管檢查情況

對省煤器管、水冷壁管、過熱器管進行割管檢查，經過對剖檢查，省煤器管、水冷壁管內壁與之前管樣對比未見明顯異常；過熱器管存在明顯異常：內壁應為堅硬致密氧化皮，實際檢查為厚層沉積物，疏松易落，發生了氧化皮保護層溶解現象，且高溫過熱器彎管處存有嚴重腐蝕坑。

2.1.3 汽水品質統計檢查

查閱汽水報表發現停機前水處理出現除鹽水pH值、電導率升高，約0.5 h后1號機給水、爐水pH值異常升高。進行原因查找，初步懷疑液堿串入除鹽水系統，關閉水處理所有堿系統和再生系統進、出口手動門后，6 h后除鹽水電導率、pH值恢復正常。對該段時期1號機組運行期間爐水、給水汽水品質進行統計，見表2。

從表2化驗數據看，該時期內1號機給水鈉高達2.6 mg/L，爐水鈉達到54.2 mg/L，爐水pH最高達12.5且大部分達到了GB/T 12145—2016《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》中的爐水水質異常三級處理值，說明熱力設備正在發生快速結垢、腐蝕、積鹽現象。

表2 1號機組水汽品質匯總

2.2 結果分析

從上述檢查結果看，液堿進入水汽系統后至停機前，機組汽水品質發生嚴重劣化，爐水pH值達到了GB/T 12145—2016《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》規定的三級處理值，氫氧化鈉隨蒸汽攜帶進入一二次汽系統，急劇濃縮形成堿液滴，部分附著在過熱器管表面導致過熱器管出現了氧化皮溶解甚至部分彎管處發生了堿性槽狀腐蝕，還有部分液滴附著在高壓調門、主汽門部位，導致門套發生了堿腐蝕。這些腐蝕產物使蒸汽品質繼續惡化，特別是過熱器腐蝕產生的鐵氧化物及脫落的氧化皮，沉積在主汽閥、主汽調節閥的閥桿和閥套之間，導致機組停運過程中發生了左右兩側主汽閥卡死、2號高調門、高排逆止閥卡澀現象。

3 防范及治理措施

(1) 嚴格執行汽水品質劣化三級處理原則。廠領導及化學監督人員應牢牢掌握汽水質量劣化時三級處理原則，督促對汽水異常及時進行處理，確保汽水指標盡快恢復正常，三級處理原則作為化學監督紅線嚴格執行，不可逾越。

(2) 做好水處理設備運行防范及維護。水處理樹脂再生前檢查運行離子交換器酸堿閥門嚴密性，確保閥門關閉嚴密。再生結束必須確保樹脂置換、沖洗合格后方可備用或投運；無再生工作時，應將酸堿罐出口手動門、酸堿計量箱出口手動門關閉；同時對酸堿再生系統閥門制定定期檢查檢修計劃，確保設備可靠性。

(3) 做好后續“四管”隱患治理。割管檢查過熱器管發生了氧化皮保護層溶解且高溫過熱器彎管處發生腐蝕現象，建議對過熱器管進行全面檢查，對過熱器彎管處脫落的氧化皮沉積情況及管子本身的腐蝕情況進行分析判斷，制訂根本性的治理措施，避免發生機組運行中發生爆管引起非停。同時用機組檢修機會對汽輪機通流部分進行檢查是否發生應力腐蝕，確保機組安全運行。

4 結束語

熱力系統進堿汽水品質劣化情況下，電廠人員未能嚴格按照“三級處理原則”采取停機措施引起的堿腐蝕是本次主汽門、高調門卡澀的根本原因，對機組安全穩定運行造成了極大影響，危及到鍋爐水冷壁、過熱器、汽輪機等設備，后續隱患消除也將耗費大量人力物力。作為化學監督人員必須吸取教訓，引起重視，充分發揮化學監督的預防性功能；對于出現的運行機組發生汽水質量劣化情況，應確保監督體系運轉有效，建議制定汽水品質異常應急預案，嚴守“汽水三級處理原則”化學監督紅線，不可逾越。