Состав отложений, образующихся в проточной части паровых турбин, зависит от типа котла и способа регулирования температуры перегрева пара. Прямоточные котлы работают на глубоко обессоленной питательной воде, этой же водой обычно осуществляют регулирование температуры пара. Вследствие этого пара, поступающий в турбину, практически содержит некоторое количество оксидов конструкционных материалов - железа, меди и цинка. Только при нарушениях в работе блочной обессоливающей установки возможно попадание в пар кремнекислоты или бикарбоната. Если эти нарушения совпадают с увеличенными присосами охлаждающей воды в конденсаторах турбин, то в составе отложений обнаруживаются также соединения щелочноземельных металлов и натрия, как правило, в виде карбоната.
Как видно из эксплуатационных данных (табл.6.2.) в отложениях преобладают оксиды железа и меди. Кремнекислота, соединения натрия и прочие примеси появляются лишь при значительных присосах охлаждающей воды, когда с задержанием вносимых при этом примесей уже не справляются блочные обессоливающие установки. При отсутствии таких нарушений, т.е. при нормальной эксплуатации, состав отложений практически определяется оксидами конструкционных материалов - железа, меди и цинка.
Таблица 6.2 Состав отложений с лопаточного аппарата турбин типа К-300-240, %.
Примечание: Содержание железа и меди условно пересчитано на
но в отложениях присутствуют и
, и даже Сu.
Может ли консервация предотвратить влияние отложений на усиление коррозионных процессов или же для эффективной защиты металла турбины в периоды ее простоев необходимо предварительное удаление этих отложений Достаточно уверенно можно лишь сказать, что те методы консервации, при которых предполагается полная осушка проточной части турбины и недопущение попадания в нее влажного воздуха могут проводиться без предварительного удаления отложений. Те же способы, при которых такая полная осушка не может быть достигнута или даже не предполагается, безусловно окажутся более эффективными, если отложения предварительно удалить. При этом особенно важно очистить поверхность металла от соединений натрия, как наиболее коррозионно-опасных в этих условиях. Способы промывки проточной части турбин от растворимых отложений описаны в соответствующей литературе и здесь не излагается.
- Для изготовления деталей турбин применяются материалы, обладающие высокой жаропрочностью и пластичностью, коррозионной и эрозионной устойчивостью, так, для изготовления корпусных деталей стопорных и регулирующих клапанов среднего давления турбин блоков 500 и 800 МВт применяют сталь марки 15Х1М1ФЛ, внутреннего корпуса ЦВД - сталь марки 15Х11МФМЛ, наружного корпуса ЦСД - сталь марки 20ХМФЛ, диафрагмы цилиндров высокого давления - сталь марки 15Х1М1Ф и т.д. И все же металл турбин, останавливаемых в длительный резерв, подвергается заметной стояночной коррозии, в результате которой увеличиваются радиальные зазоры между лопатками турбин и корпусом, отслаиваются продукты коррозии в период работы турбин, что может привести к повреждению лопаток, загрязняется контур. Часто корродирует нижняя внутренняя часть турбины, места присоединения трубопроводов отбора пара, если они не отглушены; стояночная коррозия практически всегда воздействует на промежуточные и концевые уплотнения из-за благоприятных условий для конденсации и накапливания влаги в лабиринтах уплотнений.
Одним из средств защиты турбин от коррозии является продувка горячим воздухом. Для ее осуществления перед выводом на консервацию турбину необходимо отключить по пару и по отборам от общей схемы опорожнить конденсатосборник. Отключение только штатной арматурой недопустимо, так как полностью предотвратить пропуск пара в этом случае не удается. Перед последней задвижкой идущих на турбину трубопроводов необходимо смонтировать линию обеспаривания (дренажный трубопровод) и держать его открытым весь период консервации, принципиальная схема консервации турбины воздухом представлена на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Принципиальная схема консервации турбин воздухом:
1 - воздух из цеха; 2 - вентилятор; 3 - калорифер; 4 - термометр; 5 - подача воздуха в различные точки турбины; 6 - подача воздуха к другим турбинам; 7 - манометр.
Воздух из цеха вентиляторы 2 подогревают в калорифере 3 и подают в турбину. Для снижения потерь теплоты в окружающую среду воздухопроводы защищают теплоизоляцией. На турбинах малой мощности воздух можно подавать в верхнюю или нижнюю часть конденсатора или в среднюю часть турбины. На турбинах большой единичной мощности целесообразно иметь индивидуальные подводы воздуха к ЦВД (через трубопроводы отбора пара на ПВД или трубопроводы отсоса не конденсирующихся газов) и к ЦНД (ЦСД) через конденсатор. При консервации турбины продувкой горячего воздуха вентилятор должен обеспечивать, такую кратность циркуляции воздуха в турбине, чтобы на выходе из нее, в контрольных точках, температура воздуха превышала температуру в цехе на 10-15 С. При консервации турбины осушенным воздухом относительная влажность его в контрольных точках на выходе из турбины должна быть не более 40%, что гарантирует отсутствие влаги на поверхности металла. B качестве поглотителя влаги следует применять цеолит марок NaA и NaX или силикагель, обладающие способностью поглощать влагу в количестве соответственно до 50 и 20% собственной массы. Для восстановления поглощающей способности этих адсорбентов их продувок паром при температуре 120-140 С в течение 30-40 мин.
Рис. 6.4. Схема консервации турбины среднего давления типа АТ-6 и конденсатора подогретым воздухом:
1 - воздух из цеха; 2 - вентилятор, 3 - калорифер; 4 - конденсатосборник; 5 - конденсатор турбины; 6 - отборы пара из турбины; 7 - фланцевые соединения; 8 - выход горячего воздуха через неплотности; 9 - турбина.
На рис. 6.4 представлена схема консервации конденсатора и турбины среднего давления типа АТ-6. По этой схеме в течение 4 лет осуществляли защиту металла турбины от коррозии на одной из ТЭЦ Павлодарэнерго. Продолжительность ежегодного простоя турбины на консервации составляла около 5 мес. Контроль за консервацией осуществляли по образцу, установленному в нижней точке турбины.
Воздух из цеха вентилятором 2 через калорифер 3 направляют в конденсатосборник 4 конденсатора и далее турбину 9. Через неплотности 8 в турбине воздух выходит в цех. Температура поступающего в турбину воздуха регулируется подачей пара на калорифер 6.5.
Рис. 6.5. Схема консервации турбины высокого давления типа Р-60-130-1 подогретым воздухом:
1 - воздух из цеха; 2 - калорифер с вентилятором; 3 - трубопровод подачи горячего воздуха; 4 - турбина.
На рис 6.5 представлен вариант схемы консервации турбины высокого давления типа Р-60-130-1 горячим воздухом. Воздух из цеха поступает на всас вентилятора, нагревается в электрокалорифере 2 и по трубопроводу 3 направляется в ЦНД. Выход воздуха осуществляется через неплотности в ЦВД и через задвижку обеспаривания турбины. На всех линиях отбора пара устанавливают заглушки. Для периодического контроля за качеством консервации в проточную часть турбины устанавливают отшлифованные индикаторы. Их проверяют в лабораторных условиях на скорость коррозии (по потере в массе) и описывают внешний вид 2-3 раза в месяц. На одной из турбин, находившейся на консервации в течение 3 лет, измеряли скорость коррозии индикатора, которая не превышала Т54 мг/(м2ч) при допустимой скорости коррозии металла 30 мг/(м2ч). Консервацию турбин можно также проводить продувкой ее азотом. Азот вводят в те же точки, что и воздух, с выходом через неплотности турбины. С целью экономии азота турбину следует уплотнить, оставив место для выхода газа. Для обеспечения безопасности при консервации азотом подход к турбине огораживают.
Работы по консервации энергооборудования летучими ингибиторами Ю.В. Королевым и В.Г. Нетребой еще в 1971 г. 1361. Для консервации предлагалось использовать ингибиторы КЦА - карбонат циклогексиламина и НДА- нитратдециклогексиламина путем их возгонки с последующим переносом потоком воздуха и осаждением на поверхности металла. Продувку воздухом с ингибиторами предлагалось прекращать при их появлении на выходе оборудования. Считалось, что в этом случае вся внутренняя поверхность металла будет покрыта защитным слоем. Кроме того, предполагалось, что если в оборудовании и окажутся места, не покрытые ингибитором, они все же будут надежно защищены от коррозии благодаря летучести последнего. К сожалению на практике не всегда удавалось добиться надежной защиты оборудования таким способом. Одним из существенных его недостатков оказалось трудность обеспечения равномерного напыления ингибитора. Под его слоем металл сохранялся хорошо, но открытые участки корродировали даже интенсивнее, чем вообще без консервации. В ряде случаев, когда ингибированный воздух соприкасался с холодной поверхностью металла, ингибитор сразу же осаждался на ней и фактически весь оставался у входа в оборудование. Иногда и внутри оборудования ингибитор осаждался на поверхности “сугробиками”, оставляя часть ее открытой. Для устранения этих недостатков химслужбой Свердловэнерго на Тюменской ТЭЦ была проведена модификация этого способа консервации, заключающаяся в разбивке оборудования (турбины) на возможно большее число участков, продуваемых дважды: в прямом и обратном направлении.
Такая продувка сравнительно небольших участков обеспечила покрытие всей поверхности металла. Законсервированная таким способом на Тюменской ТЭЦ турбина находилась в резерве 6 мес. Работа по консервации турбин летучими ингибиторами на основе аминов типа ИФ- ХАН была проведена на ГРЭС-4 Мосэнерго [26]. Ингибитор ИФХАН-1 является токсичным веществом, поэтому попадание его в воздух машинного зала через возможные неплотности оборудования или через отборные точки нежелательно не только с точки зрения техники безопасности, но и с точки зрения непроизводительных потерь ингибитора. Во избежание этого продувка турбины заменяется протяжкой воздуха через линасиль и оборудование с помощью одноступенчатого парового эжектора по штатной схеме.
Сравнение результатов консервации различными летучими ингибиторами показало, что консервация турбин ингибиторами типов КЦА и НДА более трудоемка, но при тщательном проведении обеспечивает надежную защиту металла на срок менее 3 лет. Консервация ингибиторами типа ИФХАН проще и дешевле, но требует герметизации оборудования.
Кроме того, необходимо избегать прямого попадания или возможной конденсации в оборудовании влаги. При соблюдении этих условий оборудование защищается от коррозии не менее чем на 2 года. Расконсервацию оборудования перед пуском его в работу можно производить следующим образом. При использовании ингибиторов НДА и КЦА достаточно произвести водную промывку оборудования, однако, поскольку оба ингибитора ядовиты, сброс отмывочного раствора в открытые водоемы недопустим и требуется его обезвреживание либо сброс в бессточные емкости. При расконсервации турбин, на которых применяют ингибиторы типа ИФХАН, патроны с линасилем на входе отключают и попадают сухой чистый воздух (подогретый или при комнатной температуре) в оборудование, а затем в систему патронов с силикагелем. Воздух очищается, а силикагель постепенно насыщается ингибитором. Если объем силикагеля на выходе из установки в несколько раз (3-4 раза) превышает объем линасиля, взятого для консервации, обеспечивается практически полная очистка воздуха. Таким образом, консервация ингибиторами типа ИФХАН решает проблему сточных вод и обусловливает отсутствие непроизводительных потерь ингибитора.
