汽轮机通流部分结垢的危害及清洗
【摘 要】 在张掖电厂300mw汽轮机组大修过程中，通过对机组
做功能力下降原因分析，得出其主要原因为通流部分结垢严重，流
通不畅，导致汽轮机做功能力下降，使机组无法带至额定负荷；并
对通流部分结垢的原因进行分析、研究，做出清洗处理，有效降低
了机组运行中的推力瓦温度，并提高机组的安全经济性。
【关键词】 汽轮机 通流部分 结垢 蒸汽品质 清洗
张掖电厂2#汽轮机组在运行中发现汽轮机做功能力明显下降，并
且负荷在200mw时推力瓦温已达90℃，不得不限负荷运行，严重影
响机组安全经济运行。
1 汽轮机推力瓦温度高及做功能力下降原因分析
2#汽轮机带负荷200mw时，随着机组运行时间的增长推力瓦温不
断恶化。推力瓦温已达90℃，带来严重安全隐患，并且做功能力明
显下降。根据各段抽汽压力均与主蒸汽流量成正比这个原理，在运
行中通过监视抽汽压力，就可以有效地监督通流部分工作是否正
常。如果在同一负荷下各段抽汽压力升高，则说明该抽汽级以后通
流面积减少，多数情况下是结了盐垢。其中，中压汽轮机各段抽汽
压力相对升高15%时就必须进行结垢清理。据此推断为汽轮机通流
部分结盐、流通不畅，导致汽轮机做功能力下降，使机组无法带至
额定负荷。
2 2#汽轮机通流部分结垢的机理及结垢的现状
2.1 通流部分结垢的机理及化学成分
由于锅炉产出的蒸汽并不是绝对的清洁（其中含有各种盐分和杂
质），蒸汽在进入汽轮机内膨胀做功时，参数降低，携带盐分的能
力逐渐减弱，盐分即被分离出来，紧紧地黏附在喷嘴、动叶和汽阀
等通流部分的表面上，形成一层坚硬的盐垢。汽轮机内沉积的物质
可分为易溶于水的、稍溶于水的和完全不溶于水的。可溶性的均是
钠盐，如碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠、氯化钠等；不溶性的是二氧化
硅、氧化铜、三氧化二铁等。
2.2 汽轮机通流部分结垢的现状
2#机组自2005年投产以来，一直连续运行，设备的利用率很高。
由于蒸汽中盐分及杂物的日积月累，至2008年，该机通流部分结
垢已达到了相当严重的程度，运行中出现了带额定负荷困难的问
题，并且上述现象随着机组连续运行时间的增长而不断地恶化。机
组运行中调整抽汽压力按用户的要求，均调整锁定在0.49mpa，所
以，汽轮机结垢程度主要是通过监视调整抽汽压力的变化幅度来判
断。从2#机组外部象征来看为汽轮机高压侧通流面积相对减小造成
了机组在带高负荷的情况下、高压侧监视段压力超标的现象。从整
个热力系统的结构及运行状况来看，凝汽器管束材料为不锈钢
tp304，给水中硅的含量一直在控制之中，除氧器的除氧效果也比
较优良，热力管道未受腐蚀，因而垢的成分排除了不溶于水的氧化
铜、氧化硅和三氧化二铁。故可以肯定垢的成分均为可溶性的钠盐。
汽轮机结垢后，解决的办法主要有两种：其一是停机揭大盖解体
各结垢部件，进行人工铲除。此法费时费力，且难以将积垢清除干
净、彻底。其二是在汽轮机运行中，使用低温蒸汽进行清洗，将机
内溶于水的盐垢清洗掉。本厂如采用停机机械清理的方法清理，既
要投入大量的人力、物力，又需要较长的时间，停机造成的损失巨
大。为解决这一难题，我们组织工程技术人员进行技术攻关，通过
集思广益，反复论证，在低转速阶段利用低温蒸汽对通流部分清洗，
以达到除钠盐垢的目的。
3 汽轮机机组通流部分结垢的危害
（1）使汽轮机通流表面变得粗糙，增大蒸汽流动时的摩擦损失，
从而降低汽轮机的效率。（2）汽轮机通流部分积盐使蒸汽的通流截
面积减少，降低汽轮机的输出功率。（3）盐类物质沉积在隔板喷嘴
上，会增大隔板前后的压力差，从而增大隔板的弯曲应力。（4）盐
类物质沉积在动叶上，会增大叶轮前后的压力差，从而增大汽轮机
转子的轴向推力，使推力轴承过负荷，严重时甚至会造成推力轴承
乌金融化，动静部分发生摩擦、碰撞。（5）一些盐类物质对通流部
分尤其是叶片有腐蚀作用，腐蚀作用会降低叶片强度，严重时会使
叶片断裂造成重大事故。（6）盐类物质沉积在轴封上，使轴封环卡
死失去弹性而造成轴封部分损坏。（7）当沿汽轮机圆周积盐不均匀
时，将影响转子的平衡，使汽轮机振动加大，甚至造成严重事故。
3 汽轮机通流部分的结垢清洗
3.1 清洗原理
因为水蒸汽中钠盐的溶解性与蒸汽的压力成正比，与蒸汽的温度
成反比；所以进行汽轮机通流部分冲洗时，在保证汽轮机安全的前
提条件下，尽可能在保持相对高的蒸汽压力和相对低的蒸汽温度。
通过降低新蒸汽的进汽压力和温度，即把新蒸汽温度降低到接近于
相应压力下的饱和温度时，使通流部分大多数处于湿蒸汽下工作。
达到利用湿蒸汽溶解盐垢清洗通流部分结垢的目的。
3.2注意事项
（1）清洗前先退出低真空保护系统，整个清洗过程中维持真空
20kpa左右。（2）在清洗过程中每隔20min化验一次凝结水硬度、
电导率。并根据化验结果来决定维持机组转速的时间以及是否继续
升速，并判断盐垢的清洗效果，在凝结水电导率基本不变化并与给
水电导率（25us/cm）大致相同时停止清洗。（3）在清洗过程中锅
炉方面要根据要求严格控制蒸汽温度、压力，以保证合格蒸汽品质。
（4）当气温接近饱和温度以后（一般比饱和温度高5℃一10℃）
应继续运行到凝结水含盐量降到规定范围内，然后升高气温。（5）
注意监视汽轮机推力轴承金属温度≯85℃（当前最高点78℃）。若
推力轴承金属温度上升至85℃同时伴随汽机轴向位移升高时，应终
止进行清洗工作。（6）注意监视汽轮机胀差、汽缸膨胀、各轴承振
动、轴承温度、轴向位移的变化，当上述参数达到规定值时终止汽
机通流部分清洗工作。
4 汽轮机通流部分结垢的预防
汽轮机通流部分结垢主要是新蒸气品质不良引起的，而蒸气的品
质如何主要取决于锅炉给水的品质好坏。汽轮机叶片上结有不溶于
水的物质，如氧化铁和氧化铜等。氧化铁的出现是钢的腐蚀所造成
的，腐蚀部位主要发生在给水与凝结水的管路系统中。铜垢主要来
源是低压加热器铜管的腐蚀产物，一般可以通过加强凝结器及除氧
器的除氧效果来减缓氧的腐蚀。
汽轮机凝结水含有各种杂质，这些杂质来自铜管的腐蚀、冷却水
的漏入以及低压加热器等的疏水。运行中必须严格监督凝结水品
质，不合格时及时排人地沟，同时应监督和防止冷却水漏入凝结器
中。
对化学水、疏水箱的质量应严格监督，以不影响给水质量为标准
进行控制。
5 结语
汽轮机通流部分吹洗之后，运行一直很稳定，机组的状态达到了
投产初期的水平，运行工况大为好转，不需再限负荷运行，汽轮机
恢复到了最佳工况及应有的效率，完全消除了因通流部分结垢而带
来的安全隐患，汽轮机的效率有了明显的提高。