飽和蒸汽汽輪機(jī)水蝕的預(yù)防措施及應(yīng)用探討

吳宏宇

摘 要：飽和蒸汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中，其內(nèi)部的膨脹做功會(huì)不斷地增強(qiáng)，其內(nèi)部的蒸汽含水量也不斷地增多，從而使得其葉片不斷地被水分侵蝕。如果不能夠采用有效的措施進(jìn)行處理，就會(huì)直接影響汽輪機(jī)運(yùn)行的效率和安全性。本文通過提出幾種方法來預(yù)防飽和蒸汽汽輪機(jī)水蝕現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：蒸汽汽輪機(jī);水蝕現(xiàn)象;預(yù)防措施;應(yīng)用策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.026

0 引言

在實(shí)際運(yùn)行的過程中，可以通過提高汽輪機(jī)進(jìn)汽的壓力和進(jìn)汽的溫度來提升其運(yùn)作的效率。一般在不改變進(jìn)汽參數(shù)的基礎(chǔ)上，如果單純地增加發(fā)電量往往會(huì)降低排汽的壓力。在使用的過程中，凝汽式的汽輪機(jī)會(huì)在使用的過程中出現(xiàn)諸多蒸汽。如果水分蒸汽超過某一個(gè)限度時(shí)，就會(huì)使得葉片被水汽所侵蝕。久而久之就會(huì)縮短汽輪機(jī)的使用壽命[1]。如果長時(shí)間不處理則會(huì)使得汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的危險(xiǎn)。為了能夠有效地解決上述的問題。需要為預(yù)防飽和蒸汽汽輪機(jī)被水侵蝕提供有效的措施。

1 研究背景

我國早就在生產(chǎn)的過程中提出了節(jié)能減排的要求。隨著經(jīng)濟(jì)和時(shí)代的不斷發(fā)展。在運(yùn)用汽輪機(jī)回收水泥和玻璃等材料的過程中都會(huì)產(chǎn)生更多余熱。大家需要采用合適的方法來吸收余熱。另外，在進(jìn)行冶金和化工工業(yè)生產(chǎn)的過程中也會(huì)產(chǎn)生大多多余的蒸汽。如果呢個(gè)夠充分地被利用的化，就會(huì)將其向空氣中排放，最終造成環(huán)境污染。因此，環(huán)保專家想出了用汽輪機(jī)來回收飽和的蒸汽。但是在汽輪機(jī)回收蒸汽的過程中，過多的蒸汽容易聚集在汽輪機(jī)葉片上，從而使得其葉片被侵蝕。所以在使用的過程中仍然存在諸多困難，也成為了近幾年熱議的話題。因此，大家都需要對飽和蒸汽汽輪機(jī)水侵蝕的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防和有效地應(yīng)用。

2 飽和蒸汽汽輪機(jī)概述

飽和蒸汽汽輪機(jī)也屬于一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動(dòng)力發(fā)展裝置。所有高溫高壓的蒸汽都會(huì)通過固定的噴嘴來不斷地加速運(yùn)行，之后再有效地噴射到葉片上。這樣，裝有葉片的轉(zhuǎn)子也會(huì)不斷地旋轉(zhuǎn)，并保持對外做功的狀態(tài)。飽和式蒸汽汽輪機(jī)被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電的過程中，也可以被廣泛地應(yīng)用于冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和其他行業(yè)的發(fā)展過程中。

3 預(yù)防飽和蒸汽汽輪機(jī)水蝕現(xiàn)象的措施

3.1 提高葉片壽命

（1）在局部加入覆蓋層?？梢栽谶M(jìn)汽邊局部位置覆蓋一層新的合金，并采用包括熱噴涂、堆焊、電鍍和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、涂料裝涂等方式進(jìn)行加工。但是這種方法加工的工藝相對較為復(fù)雜，且會(huì)存在較大的殘余應(yīng)力。如果處理不好，則容易使得覆蓋層脫落。

（2）激光強(qiáng)化。此工藝能夠釋放出能量較高的激光束，并在較短的時(shí)間內(nèi)就加熱和融化工件表面的物質(zhì)。并通過采用各種手段來將合金元素添加入新的合金層內(nèi)部，這樣就能夠讓其表面變得更加堅(jiān)韌。一般可以采用激光合金化、激光納米強(qiáng)化、激光固溶強(qiáng)化等方式來加工。這幾種方法相對投入較大。但是卻能夠在較短的時(shí)間內(nèi)就迅速地實(shí)現(xiàn)加熱和冷卻，并讓其組織結(jié)構(gòu)高度的細(xì)化。所有材料的通用性也顯得較強(qiáng)。因此可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)局部表面處理。使用過程中不僅實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化，且不會(huì)產(chǎn)生很大的污染。

（3）火焰淬火。也可以采用高頻感應(yīng)和加熱淬火的方式進(jìn)行加工。這種工藝可以采用感應(yīng)加熱的方式進(jìn)行加工，之后再低溫回火[2]。在這樣加工的方式下就會(huì)產(chǎn)生2-6mm厚度的火馬氏體，從而使得其強(qiáng)度變得更高。但是整體加熱的設(shè)備顯得較為復(fù)雜。整體設(shè)計(jì)和制作的過程都非常復(fù)雜。

3.2 提高排氣干度

（1）及時(shí)減少汽輪機(jī)內(nèi)部的水分。飽和蒸汽在經(jīng)過每次做功之后，其內(nèi)部的干度都會(huì)有所下降。這些水分會(huì)隨著氣流的運(yùn)動(dòng)沖擊葉片。后續(xù)水分的堆積量也會(huì)變得越來越大，并在之后引發(fā)越來越嚴(yán)重的沖擊。常規(guī)的措施包括如下幾點(diǎn)：第一，可以在氣缸適當(dāng)?shù)奈恢瞄_設(shè)疏水孔，以便在第一時(shí)間排出水分。也可以在隔板的底部開出一個(gè)疏水孔，這樣就可以將沒有被排出的水分流入下一級。也可以在隔板和汽道的前后位置裝上專用的甩水環(huán)，這樣就能夠收集水分。

（2）及時(shí)排出汽輪機(jī)內(nèi)部水分。在經(jīng)過每一次做功之后，其飽和蒸汽干度都會(huì)有所下降。如果內(nèi)部的水分不能夠在第一時(shí)間排出，水分就會(huì)直接跟隨著氣流沖擊葉片，并直接流入下一級結(jié)構(gòu)中。往后水分堆積的現(xiàn)象就會(huì)變得越來越嚴(yán)重。所以可以在氣缸上確定一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢脕黹_疏水孔，以便能夠有效地排出水分。也可以咋隔板的地步開通一個(gè)水孔，這樣沒有被排出的水分就可以自動(dòng)流入下一級，避免葉片受到二次沖擊。

（3）中間機(jī)內(nèi)除濕。在這種方法背景下，先可以在汽輪機(jī)的內(nèi)部安裝除濕裝置。其操作的過程如下：先可以讓濕掉的蒸汽從入口處進(jìn)入到裝置內(nèi)部，再借助離心式的噴嘴來壓縮成為高速氣流。水分就會(huì)因?yàn)閮?nèi)部慣性的作用而被甩到外部的集水槽內(nèi)部，最后又會(huì)匯集到氣缸底部的集水井內(nèi)部[3]。整個(gè)機(jī)器內(nèi)部的干度就會(huì)得以提高。蒸汽就會(huì)在導(dǎo)流板的作用下改進(jìn)方向，從而有效地進(jìn)行做功。圖1有效地顯示了中間機(jī)內(nèi)除濕示意圖。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文主要闡述了如何解決因?yàn)檎羝麢C(jī)內(nèi)部的水蝕問題。主要提出了包括“提高葉片壽命”和“提高排氣干度”這兩種主要措施。在實(shí)際操作的過程中，由于飽和蒸汽具有特殊性。其工藝參數(shù)也會(huì)不斷地變化。大家需要結(jié)合不同的情況選擇合適的處理方式，才能夠有更好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊新生.汽輪機(jī)動(dòng)葉片水蝕問題研究及對策[J].電力設(shè)備，2017（05）：39-43.

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[3]來敏華.進(jìn)排氣管道布局不合理影響汽輪機(jī)性能[J].化工設(shè)備與管道，2016（05）：39-43.