汽輪機葉片損壞事故分析及預(yù)防措施

1、安全技術(shù)汽輪機葉片損壞事故分析及預(yù)防措施 中間再熱式汽輪機，參數(shù)高、容量大、汽缸數(shù)目多，又有內(nèi)外缸之分，因此汽缸和轉(zhuǎn)子的膨脹關(guān)系比較簡單。汽輪機通流部分的磨損，一般發(fā)生在機組啟、停和工況變化時，產(chǎn)生磨損的主要緣由是：汽缸與轉(zhuǎn)子不勻稱加熱和冷卻;啟動與運行方式不合理;保溫質(zhì)量不良及法蘭螺栓加熱裝置使用不當?shù)取屿o部分在軸向和徑向磨損的緣由，往往很難肯定分開，但仍舊有所區(qū)分。在軸向方面，沿通流方向各級的汽缸與轉(zhuǎn)子的溫差并非全都，因而熱膨脹也不同。在啟動、停機和變工況運行時，轉(zhuǎn)子與汽缸膨脹差超過極限數(shù)值，使軸向間隙消逝，便造成動靜部分磨損，在消逝的時候，便產(chǎn)生汽封與轉(zhuǎn)子摩擦，同時又不行避開地使轉(zhuǎn)子彎

2、曲，從而產(chǎn)生惡性循環(huán)。另外，機組振動大和汽封套變形都會引起徑向摩擦。通流部分磨損事故的征象和處理如下：轉(zhuǎn)子與汽缸的相對脹差表指示超過極值或上下缸溫差超過允許值，機組發(fā)生特別振動，這時即可確認為動靜部分發(fā)生碰磨，應(yīng)馬上破壞真空緊急停機。停機后，假如脹差及汽缸各部溫差達到正常值，方可重新啟動。啟動時要留意監(jiān)視脹差和溫度的變化，留意聽音和監(jiān)視機組的振動。假如停機過程轉(zhuǎn)子惰走時間明顯縮短，甚至盤車啟動不起來，或得盤車裝置運行時有明顯的金屬摩擦聲，說明動靜部分磨損嚴峻，要揭缸檢修。 1 常見葉片事故發(fā)生時的征象、緣由及預(yù)防措施 葉片斷落的征象 汽輪機在運行中發(fā)生葉片斷落一般有下列現(xiàn)象： 汽輪機內(nèi)部或凝汽

3、器內(nèi)有突然的響聲，此時在汽輪機平臺底層?？汕逦芈牭?。機組發(fā)生劇烈振動或振動明顯增大，這是由于葉片斷落而引起轉(zhuǎn)子平衡破壞或轉(zhuǎn)與落葉片發(fā)生碰撞摩擦所致。但有時葉片的斷落發(fā)生在轉(zhuǎn)子的中間級，發(fā)生動靜部分摩擦?xí)r，機組就不肯定會發(fā)生劇烈振動或振動明顯增大，這在容量較大機組的高、中壓轉(zhuǎn)子上有時會遇到。當葉片損壞較多而且較嚴峻時，由于通流部分尺寸轉(zhuǎn)變，蒸汽流量、調(diào)速汽閥開度監(jiān)視級壓力等與功率的關(guān)系部將發(fā)生變化。若葉片落入凝汽器，則會交凝汽器的銅管打壞，使循環(huán)水漏入凝聚水中，從而表現(xiàn)為凝聚水硬度和導(dǎo)電度突增。若機組抽汽部位葉片斷落，則葉片可能進入抽汽管道，使抽汽止回閥卡澀，或進加入熱器使管子損壞，導(dǎo)致水位上

4、升。停機過程中，聽到機內(nèi)有金屬摩擦聲，惰走時間削減。 在停機蔌升速過程中越過臨界轉(zhuǎn)速時，機組振動有明顯的增大或變化。 2 葉片損壞的緣由 2.1 葉片本身的緣由 ，振動特性不合格。由于葉片頻率不合格，運行時產(chǎn)生共振而損壞者，在汽輪機葉片事故中為數(shù)不少。假如擾動力很大，甚至運行幾個小時后即能發(fā)生事故。這個時間的長短，還和振動特性、材料性能以及葉片結(jié)構(gòu)、制造加工質(zhì)量等有關(guān)。設(shè)計不當。葉片設(shè)計應(yīng)力過高或柵結(jié)構(gòu)不合理，以及振動強調(diào)特性不合格等，均會導(dǎo)致葉片損壞。個別機組葉片甚薄，若鉚釘應(yīng)力較大，則鉚裝圍帶時簡單產(chǎn)生裂紋。葉片鉚頭和圍帶湯裂事故發(fā)生的狀況也不在少數(shù)。 材質(zhì)不良或錯用材料。材療饑械性能差，

5、金屬組織有缺陷或有夾渣、裂紋等，葉片經(jīng)過長期運行后材料疲憊性能及衰減性能變差，或因腐蝕沖刷機械性能降低，這些都導(dǎo)致葉片損壞。加工工藝不良。加工工藝不嚴格，例如表面粗糙度不好，留有加工刀痕，扭轉(zhuǎn)葉片的接刀處不當，圍帶鉚釘孔或拉金孔處無倒角或倒角不夠或尺寸不精確等，能引起應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致葉片損壞。 有時低壓級葉片為了防止水蝕而采納防護措施，當此措施的工藝不良時能使葉片損壞。 國內(nèi)由于焊接拉金或圍帶安裝工藝不良引起的葉片事故較多，應(yīng)引起重視。 2.2 運行方面的緣由，偏離額定頻率運行。汽輪機葉片的振動特性都是按運行頻率為50HZ設(shè)計的，因此電網(wǎng)頻率降低時，可能使機組葉片的共振平安率變化而落入共振動

6、狀態(tài)下運行，使葉片加速壞和斷裂。過負荷運行。一般機組過負荷運行時各級葉片應(yīng)力增大，特殊是最終幾級葉片，葉片應(yīng)力隨蒸汽流量的增大而成正比增大外，還隨該幾級焓隆的增加而增大。因此機組過荷運行時，應(yīng)進行具體的熱力和強度核算。汽溫過低。新蒸汽溫度降低時，帶來兩種危害：一是最終幾級葉片處濕度過大，葉片受沖蝕，截而減小，應(yīng)力集中，從而引起葉片的損壞;二是當汽溫降低而出力不降低時，流量熱必增加，從而引起葉片的過負荷，這同何況能引起葉片損壞。蒸汽品質(zhì)不良。蒸汽品質(zhì)不良會使葉片結(jié)垢，造成葉片損壞。葉片結(jié)垢使通道減小，造成級焓降增加，葉片應(yīng)力增大。另外結(jié)垢也簡單引起葉片腐蝕，使強度降低。真空過高或過低。真空過高時

7、，可能使末級葉片過負荷和濕度增大，加速葉片的水蝕，簡單引起葉片的損壞。另外，真空過低仍維持最大出力不變時，也可能使最終幾級過負荷而引起葉片損壞。水沖擊。運行時汽輪機進水的可能性許多，特殊是近代大容量再熱機組，由于汽水系統(tǒng)相應(yīng)簡單，汽輪機進水的可能性更有所增加，蒸汽與水一起進入汽輪機，產(chǎn)生水擊和汽缸等部件不規(guī)章冷卻和變形，造成動靜部件碰磨，使葉片受到嚴峻損壞。 3 葉片事故緣由的分析 引起葉片事故的緣由，經(jīng)常是很簡單的，主要從以下幾個方面進行考慮： 檢查葉片損壞狀況。事故發(fā)生后，應(yīng)首先檢查事故的范圍和狀況，并作好記錄，然后檢查斷落位置及斷面特征，初步分析事故的緣由。分析運行及檢修資料。檢查葉片事

8、故發(fā)生前的運行工況有無特別，如運行參數(shù)是否正常，有無超載超速及低頻率運行，有無葉片結(jié)垢、腐蝕、水刷等狀況。查看檢修資料，檢查動靜間隙是否符合標準，有無重大改進和改造等，對運行和檢修資料進行全面細致的分析。防止葉片斷裂事故的措施，汽輪機運行事故中，因葉片損壞而造成事故的比重很大。 隨著單機容量的增大，運行系統(tǒng)的操作更加簡單，因此葉片損壞事故并未削減。特殊是大容量機組，發(fā)生水擊而損壞葉片的事故更是常見。防止葉片損壞事故極為重要，除制造廠在設(shè)計和制造方面應(yīng)更合理，更完善以外，運行部門還應(yīng)從運行和檢修等方面著手，共同實行措施，防止葉片斷裂和損壞事故在運行管理，特殊是電網(wǎng)頻率的管理方面，應(yīng)實行以下措施：

9、電網(wǎng)應(yīng)保持在定額頻率和正常允許變動范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。依據(jù)葉片損壞事故的分析統(tǒng)計，電網(wǎng)頻率偏離正常值是造成葉片斷裂的主要緣由，因此對頻率的管理極為重要;避開機組過負荷運行，特殊是防止既是低頻率運行又是過負荷運行。對于機組的提高出力運行，必需事先對機組進行熱力計算和對主要部件進行強度核算，并確認強度允許后才可，否則是不允許的;加強運行中的監(jiān)視。機組起停和正常運行時，必需加強對各運行參數(shù)(例如汽壓、汽溫、出力、真空等)的監(jiān)視，運行中不允許這些參數(shù)猛烈波動。嚴格執(zhí)行規(guī)章制度，起停必需合理，防止動靜部件在運行中發(fā)生摩擦。近年來，大容量機組不斷增加，由于運行和起停操作簡單，這些機組發(fā)生水擊而損壞葉片的狀況為數(shù)不少。另外，由于大機組末幾級使用長葉片，水蝕也是一個威逼;加強汽水品質(zhì)監(jiān)督，防上葉片結(jié)垢、腐蝕;常常傾聽機內(nèi)聲音，檢查振動狀況的變化，分析各級汽壓數(shù)值和凝聚水水質(zhì)狀況若消失斷葉征象，如通流部分發(fā)生可疑響聲，機組消失特別振動，在負荷不變或相對減小狀況下中間級汽壓上升或凝聚水硬度上升，導(dǎo)電度突