21东方300MW机组低压转子叶片断裂故障分析及处理

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1、东方300MW汽轮机低压转子叶片断裂故障分析及处理龙劲强甘伏泉（湘潭发电有限责任公司，湖南411102）摘要：全面介绍了东方300MW汽轮机组低压转子反向四级叶片断裂引起机组振动大停机故障的分析、确定及处理过程，供叶片故障机组的抢修参考。关键词：汽轮机低压转子叶片断裂1设备概况某厂#1汽轮机系东方汽轮机厂生产的N300-16.7/537/537-4(高中压合缸)的亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机，1997年投入运行。轴系由高中压转子、低压转子、发电机转子和励磁机转子组成，高中压转子与低压转子、低压

2、转子与发电机转子之间用刚性靠背轮连接，发电机转子与励磁机用半挠性靠背轮连接（图1）。#1、#2五瓦块可倾瓦轴承为落地式，#3、#4椭圆瓦轴承座落在排汽缸上，#5、#6椭圆瓦轴承为端盖式，#7、#8轴承与励磁机一起座落在整体台板上。图1机组轴系结构2断叶片前后机组运行情况2004年8月27日9：45负荷200MW，AGC负荷控制方式，汽轮机顺序阀方式运行，机组运行正常。10：22中调AGC给定负荷指令300MW，开始加负荷，缓慢升压。10：34#1机负荷加到250MW，增开#2循环水泵。10：45#1机

3、负荷270MW、主蒸汽压力15.7MPa，主蒸汽温度533℃，再热蒸汽压力3.35MPa，再热蒸汽温度536℃。10：54#1机负荷加至298MW 。11：16负荷301.51MW，主蒸汽压力15.7MPa，主蒸汽温度532℃，再热蒸汽压力3.55MPa，再热蒸汽温度540℃。突然，汽轮机轴振、瓦振多点同时增大报警，其中轴振1X为186μm，#3轴承垂直瓦振由18μm增至70μm，轴振3X达237μm、3Y为120μm，#4轴承垂直瓦振增至49μm，轴振4X达238μm、4Y为121μm，轴振7X为1

4、56μm、8Y为105μm。运行人员立即采取降负荷措施，并就地检查发现低压缸#3、4瓦有明显振动，约30秒内手动减负荷至169MW，此时，振动有轻微下降趋势但不明显。11：25分，负荷继续降至86MW时，值班员打闸，破坏真空停机。停机降速过程中，振动基本随转速降低而下降，但#3轴振X、Y下降较慢，机组转速到零后投盘车，盘车电流30A。3振动原因分析、故障确定3.1机组振动情况停机后立即查看了机组振动在线监测系统记录数据和其他运行参数历史记录，机组加负荷过程和300MW负荷运行时，主再热蒸汽参数、排汽温

5、度、真空、高低加水位、除氧器水位、汽机本体参数（缸温、胀差、轴向位移等）、各级抽汽参数、轴承油温油压等均正常，机组振动也正常。从振动记录数据列表可以看出，在11：15：53到11：16：03短短10秒钟内，#3瓦振从18μm骤涨到70μm，1倍频相位增加了135度，#3X轴振从55μm上涨到237μm，#3Y轴振从25μm上涨到120μm；#4瓦振从19μm上涨到49μm，1倍频相位也增加了104度，#4X轴振从36μm上涨到238μm，#4Y轴振从33μm上涨到121μm；#1X轴振从84μm上涨到

6、186μm，#1轴振Y、瓦振都有所增加，而#2轴振、瓦振反而有所降低；#5、6瓦振略有上涨，#7、8瓦振变化不大（表1），低压转子振动变化曲线如图2。表1#1机组振动突变前后具体数据单位：μm工况轴承#1#2#3#4#5#6#7#811:15:53300MW轴振x84765536844313491轴振y4359253349446246瓦振⊥1013181927918911:16:03300MW轴振x186552372387923156105轴振y563612012154327151瓦振⊥1367049

7、3932166机组从减负荷到解列过程中，瓦振和轴振均略有下降，但下降幅度不大，停机降速过程中，振动基本随转速下降而降低，但#3轴振X、Y下降较慢，机组转速到零后投盘车，电流30A，与以前数据相比无明显变化。停机后对凝结水取样化验，硬度合格。图2低压转子振动突变过程变化曲线3.2故障确定根据收集的机组运行有关参数、调出机组振动数据图形、查找厂家相关资料，在27日下午电厂组织有关专业人员进行的专题讨论会议上，初步分析认为，机组的振动变化形式为一力偶形式，在停机过临界时轴振无明显峰值，振动的主要分量为工频振

8、动，#3、4轴瓦振动突发性增大的原因极有可能是汽轮机低压转子靠#3瓦侧存在围带飞脱或叶片断裂故障，使低压转子突然发生较大的质量不平衡，其他点振动增大可能也是由此引发，具体故障部位有待于汽缸冷却后进一步检查确证。29日进入低压缸检查两侧末级叶片完好，热水井内无金属可疑物。但盘车时高中压缸附近这时又听到明显的金属磨擦声，使得故障的判断变得更加复杂。为准确判断故障部位，防止错揭缸影响机组的抢修时间，特决定拆开低压内缸侧档板使用内窥镜进行仔细检查。9月2日，通过