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1、汽轮机叶片损坏原因及预防摘要:汽轮机叶片损坏事故包括叶片裂纹、断落、水蚀、围带飞脱、拉筋开焊或断裂。叶片损坏是电厂常见的一种设备损坏事故。本文从常见叶片事故发生时的征象入手,介绍了叶片损坏的原因最后提出了防止叶片断裂和损坏事故的发生的方法。关键词:叶片;损坏;事故1常见叶片事故发生时的征象单个叶片或围带断落飞出时,会发生金属撞击声;调节级围带飞脱时,如果堵在下一级叶片上或调节级后某级叶片断落时通流部分堵塞,将使调节级汽室压力或某些抽汽压力升高;低压末级叶片或围带飞脱落入凝汽器时,在凝汽器内有碰击声,若打坏凝
2、汽器铜管,将会使凝结水硬度和电导率突增,热井水位增高,凝结水冷却度增大;当叶片不对称脱落较多时,使转子不平衡,引起机组振动明显增大。2叶片损坏的原因2.1叶片本身的原因2.1.1振动特性不合格。由于叶片频率不合格,运行时产生共振而损坏者,在汽轮机叶片事故中为数不少。如果扰动力很大,甚至运行几个小时后即能发生事故。这个时间的长短,还和振动特性、材料性能以及叶片结构、制造加工质量等有关。2.1.2设计不当。叶片设计应力过高或栅结构不合理,以及振动强调特性不合格等,均会导致叶片损坏。个别机组叶片甚薄,若铆钉应力较
3、大,则铆装围带时容易产生裂纹。叶片铆头和围带汤裂事故发生的情况也不在少数。2.1.3材质不良或错用材料。材料机械性能差,金属组织有缺陷或有夹渣、裂纹等,叶片经过长期运行后材料疲劳性能及衰减性能变差,或因腐蚀冲刷机械性能降低,这些都导致叶片损坏。2.1.4加工工艺不良。加工工艺不严格,例如表面粗糙度不好,留有加工刀痕,扭转叶片的接刀处不当,围带铆钉孔或拉金孔处无倒角或倒角不够或尺寸不准确等,能引起应力集中,从而导致叶片损坏。有时低压级叶片为了防止水蚀而采用防护措施,当此措施的工艺不良时能使叶片损坏。国内由于焊
4、接拉金或围带安装工艺不良引起的叶片事故较多,应引起重视。2.2运行方面的原因2.2.1偏离额定频率运行。汽轮机叶片的振动特性都是按运行频率为50HZ设计的,因此电网频率降低时,可能使机组叶片的共振安全率变化而落入共振动状态下运行,使叶片加速坏和断裂。2.2.2过负荷运行。一般机组过负荷运行时各级叶片应力增大,特别是最后几级叶片,叶片应力随蒸汽流量的增大而成正比增大外,还随该几级焓隆的增加而增大。因此机组过荷运行时,应进行详细的热力和强度核算。2.2.3汽温过低。新蒸汽温度降低时,带来两种危害:一是最后几级叶
5、片处湿度过大,叶片受冲蚀,截而减小,应力集中,从而引起叶片的损坏;二是当汽温降低而出力不降低时,流量热必增加,从而引起叶片的过负荷,这同何况能引起叶片损坏。2.2.4蒸汽品质不良。蒸汽品质不良会使叶片结垢,造成叶片损坏。叶片结垢使通道减小,造成级焓降增加,叶片应力增大。另外结垢也容易引起叶片腐蚀,使强度降低。2.2.5真空过高或过低。真空过高时,可能使末级叶片过负荷和湿度增大,加速叶片的水蚀,容易引起叶片的损坏。另外,真空过低仍维持最大出力不变时,也可能使最后几级过负荷而引起叶片损坏。2.2.6水冲击。运行
6、时汽轮机进水的可能性很多,特别是近代大容量再热机组,由于汽水系统相应复杂,汽轮机进水的可能性更有所增加,蒸汽与水一起进入汽轮机,产生水击和汽缸等部件不规则冷却和变形,造成动静部件碰磨,使叶片受到严重损坏。2.2.7机组振动过大。起动、停机与增减负荷时操作不当,如改变速度太快,胀差过大等,使动静部分发生摩擦,导致叶片损坏。2.2.8停机后主汽阀关闭不严而未开启疏水阀,有可能使蒸汽漏入机内,引起叶片腐蚀等。3防止叶片断裂和损坏事故的发生3.1在运行管理,特别是电网频率的管理方面,应采取以下措施:3.1.1电网应
7、保持在定额频率和正常允许变动范围内稳定运行。根据叶片损坏事故的分析统计,电网频率偏离正常值是造成叶片断裂的主要原因,因此对频率的管理极为重要。3.1.2避免机组过负荷运行,特别是防止既是低频率运行又是过负荷运行。对于机组的提高出力运行,必须事先对机组进行热力计算和对主要部件进行强度核算,并确认强度允许后才可,否则是不允许的。3.1.3加强运行中的监视。机组起停和正常运行时,必须加强对各运行参数(例如汽压、汽温、出力、真空等)的监视,运行中不允许这些参数剧烈波动。严格执行规章制度,起停必须合理,防止动静部件在
8、运行中发生摩擦。近年来,大容量机组不断增加,由于运行和起停操作复杂,这些机组发生水击而损坏叶片的情况为数不少。另外,由于大机组末几级使用长叶片,水蚀也是一个威胁。3.1.4加强汽水品质监督,防上叶片结垢、腐蚀。3.1.5经常倾听机内声音,检查振动情况的变化,分析各级汽压数值和凝结水水质情况若出现断叶征象,如通流部分发生可疑响声,机组出现异常振动,在负荷不变或相对减小情况下中间级汽压升高或凝结水硬度升高,导电度突然
