汽轮机低压调节级动叶片水蚀分析

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1、专论石C油化T腐蚀与防护on'osio13&ProtectioninPetrochemica1Industry2012．29(6)·43·汽轮机低压调节级动叶片水蚀分析周文远，朱正写，王鹏，纪绣涛(中国石油兰州石化公司，甘肃兰州730060)摘要：烯烃装置裂解气压缩机组大检修期间发现汽轮机低压调节级动叶片“蜂窝状点蚀”现象比较严重，对应的静叶片及后2级静叶片也有点蚀现象。分析发现利用湿蒸汽对汽轮机吹扫的方法存在缺陷，在主蒸汽降温的过程中只考虑了高压缸防水蚀的影响，忽略了抽汽背压不可控，导致低压缸进汽压力相对该处的进汽温度过高，部分蒸汽产生冷凝液，蒸汽中夹带的水滴撞击在动叶片出汽边背弧

2、上，致使材料疲劳破坏形成水蚀。根据操作经验和理论分析确定：吹扫工况时，低压调节级的进汽压力应低于170℃时的蒸汽饱和压力，抽汽压力应低于0．8MPa，并g-1用蒸汽管网改造，控制抽汽压力在0．4～1．6MPa。通过优化操作参数完全可以避免低压调节级动叶片水蚀。关键词：汽轮机动叶片水蚀分析湿蒸汽抽汽压力中图分类号：TE986文献标识码：A文章编号：1007一O15X(2012)06—0043—03烯烃装置裂解气压缩机101一J及其控制系统怀疑是蒸汽品质有问题，因Cl一含量高而发生为从意大利新比隆公司引进的成套机械设备，汽点蚀。调查蒸汽品质定期分析记录，发现Cl一轮机为抽汽凝汽式，利用裂

3、解炉产生的10．2MPa等含量没有发生超标现象，说明蒸汽品质是合超高压蒸汽驱动，抽出1．55MPa中压蒸汽进入中格的。压蒸汽管网。该机采用505E调速器进行控制，经过仔细观察发现这种现象仅发生在低压调具有较高的自动化水平，控制简单、操作方便。节级附近，且集中在低压调节级动叶片背弧出汽裂解气压缩机自1996年投用以来一直运行边缘，约占整个叶片1／3高度范围内，见图1。在很平稳，但由于受水质影响，曾多次发现透平机内低压调节级静叶片及其后2级的静叶片上的内弧部各机件上有溶性盐类垢层，使得透平机的效率面上也发现了零星的点蚀坑，腐蚀程度由强到弱降低，蒸汽耗量增加，影响透平正常的功率输出，不规则

4、的排列，见图2。在低压凝气侧动叶片上甚至导致压缩机无法运行。针对这种情况，以往只有一层红褐色的氧化物，除去氧化物没有发现采取停车后进行N开车，用湿蒸汽对透平进行除任何腐蚀坑点。垢，取得了较好的效果。但此方法需停车后再开车，经济损失较大，且影响装置的连续、平稳运行。因此自2003年以后，在不停车的情况下用湿蒸汽吹扫的方法去除透平结垢，以提高压缩机长周期、高负荷的运行能力。1低压调节级动叶片腐蚀在2011年大修期间，发现该汽轮机低压调节级动叶片蜂窝状点蚀现象比较严重，对应的静叶片及后2级静叶片也有点蚀现象。点蚀特图1动叶片背弧的水蚀情况征为：各叶片内、背弧分布有褐色铁锈样盐垢，Fig．1

5、Theerosionphenomenonofthemovingbladesbackore表面除垢后叶片四周肉眼可见多处点状凹坑及锈斑，凹坑直径最大为1mm，且外小内大，分布收稿日期：2012—08—28；修改稿收到日期：2012—09—26。不均匀，深度、大小各异。此外，在不受蒸汽直作者简介：周文远(1972一)，本科，】：师，没备厂长，现从接冲击的叶根、围带等处也发生了点蚀。起初事设备管理工作。E-mail：zh()UWy@petrochina．(!Oll1．m1石油化工腐蚀与防护第29卷腐蚀，接着形成腐蚀坑一即点蚀j。3．2水蚀只发生在低压调节级的原因水蚀只发生在低压调节级和湿蒸

6、汽吹扫的操作方法有关。由于主蒸汽压力不变，而蒸汽温度降低时，低压区叶片的蒸汽湿度将要增加。这样除了增大低压区动叶的湿汽损失，同时还将加剧低压区动叶的水滴冲蚀J。由于该机组的抽汽背压恒定在1．7MPa，主蒸汽温度降低时，低压调节级附近腔体内的蒸汽湿度就更大。图2静叶片水蚀现象操作数据：高压蒸汽HS的平均消耗量为Fig．2Theerosionphenomenonofthestationaryblades24．3t／h，10MPa，383oC，抽气量为0。假设此时通过对以上现象的分析，初步判断为水蚀造低压调节级部分蒸汽刚好达到饱和蒸汽，为了满成的。但查阅相关资料⋯，没有发现低压调节级足压缩

7、机的功率，还需冷凝释放气化潜热做功的发生水蚀现象的记载，所以本机组点蚀的原因需蒸汽量为：要进一步研究。4773．40kW一2750，96kW=2022．44kW：注：湿蒸汽吹扫前汽轮机功率为4773．402湿蒸汽吹扫透平kW，湿蒸汽吹扫后汽轮机功率为2750．76kW；2．1湿蒸汽吹扫透平的方法被抽出的蒸汽状态参数1．7MPa，230℃(假利用原蒸汽管网，仅对炉区各炉及蒸汽管网设即将达到饱和蒸汽温度)，气化潜热2651．22作适当调整，保持主蒸汽压力和凝结