各种污染物，无论是是化学元素或化合物，都会进入燃气轮机发动机。对燃气轮机有害的一些污染物是钠、钾、钒、硫、铅、氯、氟、镁、钙、硅、氮、水、沉积物和惰性微粒。不寻常的污染物，如汞、镉、铋、砷、铟、锑、磷、硼、镓等，如果超过一定的阈值浓度，需要按照涡轮机供应商的建议进行特殊处理和预防。
污染物：空气、水和燃料
空气：
燃气轮机在全球不同的地理和物理位置运行。空气中的污染物通常是针对特定地点的，包括海盐、灰尘、沙子、工厂排放的气体、含有石油和燃料蒸汽的废气、化学品、化肥、矿物矿石和任何种类的工业副产品等的微粒。空气中的污染物可能受每天或季节性地变化影响。它们受气候条件的影响，如盛行风向、风速、温度、相对湿度和降水。进气口的污染物会进入压缩机进气口，并通过涡轮气体路径移动。在选择空气过滤器时，最重要的考虑因素是进入空气中的颗粒大小和成分。进入的空气可能包含许多不同来源的污染物，这取决于现场的位置。在这篇文章中，重点是沿海地区，在海洋、近海和沿海环境中，空气携带的污染物可能有大量的碱盐（钠和钾）。
一个35盎司的海水样品含有盐1.23盎司，它由以下成分组成：
1.氯化物55%
2.钠30.6%
3.硫酸盐7.7%
4.镁3.7%
5.钙1.2%
6.钾1.1%。
7.其他成分0.7%。
任何大于5微米的空气悬浮颗粒都会对压缩机刀片和叶片造成腐蚀。
水：
水在涡轮机中用于三个主要目的。
1）在高环境温度条件下运行时进行蒸发冷却以提高功率
2）对压缩机部分进行水洗
3）抑制氮氧化物排放。蒸发冷却器被用于燃气轮机发动机，以降低进气温度，从而提高功率输出。它们在炎热、干燥的环境中最为有效。当进口空气流经蒸发冷却器介质时，产生的水蒸发从空气中提取热量，从而使其冷却。在这些系统中，有可能出现水带入涡轮机的情况。
尽管适当的设计（如叶片式除雾器）、安装、操作和维护可以最大限度地减少水的携带量，但人们认识到，一些水会以不同大小的水滴形式从蒸发冷却器中携带出来。携带的水含有一些水溶性污染物，这些污染物最初存在于进口空气中，在空气通过蒸发冷却器时溶解在水中。压缩机清洗通常涉及将水基溶液引入发动机。被这些溶液清除的压缩机沉积物通过涡轮机，并通过燃烧器外壳排水口或通过排气管排出。
为了控制氮氧化物的排放，可以将水注入燃烧器中。这种水将通过涡轮机热段气体路径。尽管水的消耗量通常比燃料消耗量少一些，但引入发动机的水的总量可能相当大。最后，但并非最不重要的是，在燃料转移和液体燃料关闭期间，水不时地被用来清洗双燃料喷射器中的液体燃料通道。用于所有这些目的的水，如果没有适当的处理，往往会将钠、钾或其他污染物引入涡轮机，导致更高的腐蚀风险。
燃料：
燃气轮机发动机通常可以使用双燃料（气态或液态燃料）运行。气体燃料包括天然气、沼气、垃圾填埋场气体、伴生气、煤气或合成气和焦炉气。天然气是工业燃气轮机最常使用的燃料。它主要由甲烷和少量惰性物质组成（如氮气和二氧化碳）以及较重的碳氢化合物，如乙烷和丙烷。这些较重的碳氢化合物有时被单独或以混合物的形式用作燃料。
天然气中可能发现的最令人担忧的污染物是硫化氢。如果天然气被水污染，它也可能含有碱金属。四种主要的液体燃料是原油、蒸馏物、残余物和非烃类。馏分油和残余燃料是通过提炼原油得到的。因此，在蒸馏物和残余物中发现的污染物来自于原油原料或在加工或运输过程中的处理不当。燃气轮机应用中最常使用的液体燃料是高速柴油。这种燃料的不同规格将硫磺量限制在一定水平。这些限制在世界不同国家和地区都有所不同。此外，柴油在运输过程中可能会受到进一步污染。
污染物的影响
污染物可以通过三种方式影响燃气轮机发动机部件：结垢/沉积、侵蚀和腐蚀。结垢/沉积和侵蚀是由化学惰性固体颗粒的摄入引起的物理现象。腐蚀包括由污染物与涡轮发动机部件反应引起的各种化学现象。在污染物的影响中，腐蚀对工业燃气轮机的功率输出和耐用性影响最大。
燃气轮机的腐蚀机制
摄入的污染物可导致燃气轮机发动机的压缩机、燃烧和涡轮部分腐蚀。在大多数应用中，由于压缩机是干燥的，所以在发动机运行期间，压缩机部件不太可能被腐蚀。然而，在停机期间，寒冷的表面会凝结水，盐酸和三氧化硫等化学物质会被吸收到水中，从而产生一种酸性的腐蚀性液体。这种液相可通过各种机制导致压缩机部件的水腐蚀，如普遍腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀以及应力腐蚀开裂。在存在盐酸和三氧化硫的情况下，相对湿度很高，压缩机入口处的高速空气会因内能转化为动能而导致空气温度下降。温度下降会导致在运行期间压缩机的前级形成液相。
燃料输送系统部件的水/酸性腐蚀是已知会影响燃烧部分部件的两种主要腐蚀类型，如燃料歧管、燃料分流器和燃料喷射器铜焊接头。这种腐蚀的发生方式与压缩机部件的水腐蚀基本相同，只是污染物也可能是燃料携带的。这些部件的腐蚀可能导致燃料泄漏和火灾，以及燃料喷射器的故障。硫化，是指金属与硫和含氧大气之间的反应，形成硫化物或氧化物，可以影响燃料喷射器尖端。
在本质上，硫化侵蚀是一种加速氧化的形式，由于失去了腐蚀保护，导致基体材料快速降解。在氧化过程中，可以形成保护性的氧化层，而形成的金属硫化物则没有保护性。这就说明了硫化物攻击所产生的快速降解率。热腐蚀是涡轮机部分部件经历的最严重的腐蚀形式。为了更好地理解热腐蚀，首先讨论氧化作用是有用的。氧化是指部件与周围气体环境中的氧气在高温下的化学反应。
涡轮机部件的氧化相对容易预测，并且可以采取措施来控制它，因为它主要涉及相对简单的金属/氧气反应。氧化率随着温度的升高而增，氧化造成的金属损失可以通过形成保护性的氧化层来减少。铬、铝和硅是已知的唯一在燃气轮机发动机高温段遇到的温度下会形成保护性氧化层的化学元素。这些元素在涡轮发动机合金和涂层中的存在导致了更好的抗氧化性。
热腐蚀是一种加速氧化的形式，由部件和沉积在其表面的熔盐之间的化学反应产生。热腐蚀包括一系列复杂的化学反应，使腐蚀速率难以预测。硫酸钠通常是沉积物的主要成分；随着污染物（如钠、钾、钒、硫、氯、氟和铅）浓度水平的增加，降解变得更加严重。热腐蚀侵蚀的速率和机制受到温度的影响。有两种类型的热腐蚀：I型或高温热腐蚀发生在至°F的温度范围内。II型或低温，热腐蚀发生在到°F的温度范围内，这两种类型都可能发生在涡轮部分。
I型热腐蚀体系II型热腐蚀体系预防和缓解
在热腐蚀方面有三类环境需要考虑：海洋、海上和沿海。盐存在于所有这些环境中，关键是要阻止它进入涡轮机，因为它可能导致腐蚀。在项目规划过程中，应尽早进行现场环境分析调查，以了解影响过滤选择的条件。有一些内陆地区存在大量的盐，如某些沙漠、干涸的湖泊和某些工业场所。当盐含量很高时，这些应被视为沿海地区。
燃气轮机材料选择：
将污染物控制在所需的浓度以下（这是由具体项目和环境决定的），实现无故障运行的首选途径，并采取其他材料解决方案来减轻燃气轮机发动机热腐蚀的影响。材料的选择，如合金和涂层，应考虑到典型的操作条件，并应考虑到一些偶尔的系统故障。耐腐蚀性是选择材料时考虑的属性之一。
在合金的耐腐蚀性被认为不足以满足应用的情况下，要指定保护涂层。超耐热合金，如和，用于压缩机部分不需要保护涂层。不锈钢，如和17-4PH，通常用于压缩机的固定和旋转应用。虽然这些合金本身具有良好的耐腐蚀性，但通常在由这些合金制成的压缩机部件上使用保护性涂层，以提高其耐久性。
涡轮部分的机翼，如叶片和喷嘴，是最容易受到热腐蚀攻击的部件。因此，涡轮机翼部件被认为是一个系统，其中基础合金提供了机械和结构能力，而涂层则提供了对氧化和热腐蚀侵蚀的抵抗力。涡轮叶片平台下区域的涂层，如硅铝化物，可能需要在恶劣的条件下使用。高铬焊接材料，如IN-，可应用于涡轮机叶片尖端，以提高叶片尖端的抗热腐蚀能力。
结论
可以指定适当的空气过滤、燃料处理和处理选择，使污染物保持在或低于可接受的水平。通过对可能导致腐蚀的污染物的仔细管理，燃气轮机已被证明是可靠和坚固的原动机，可以依靠它来提供多年的成本效益服务。
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