600 mw机组汽轮机低压第5级动叶片断裂故障分析

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1、第42卷第11期热力发电V01．42N0-112013年11月THERMALPOWERGENERATIONNoV．2013600MW机组汽轮机低压第5级动叶片断裂故障分析张永海，肖俊峰，谷伟伟，余小兵，朱宝田，崔雄华西安热工研究院有限公司，陕西西安710032[摘要]对某亚临界600Mw机组汽轮机低压第5级断裂动叶片进行了材料理化检验和断口分析，并采用有限元方法对叶片离心应力和轮系振动特性进行了计算。综合分析表明：叶片为高周疲劳断裂，其主要原因为在工作状态下轮系的1阶8节径振动频率落入了“三重点”共振

2、区。[关键词]600Mw机组；汽轮机；断裂；理化检验；“三重点”共振[中图分类号]TK263[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)11一0130—04[DOI编号]10．3969／j．issn．1002—3364．2013．11．130Reasonanalysisforthefifthstagebladefractureinlowpressurecvlinderofa600MWunitsteamturbineZHANGYonghai，XIAOJunfeng，GUWeiwei，YUX

3、iaobing，ZHUBaotian，CUIXionghuaXfanThermalPowerResearchInstituteco．，Ltd．，ChinaHuanengGroup，Xran710032，ChinaAbstract：Particularinvestigationsonthefailuresite，operationfilesandhistorydataofa600MWunitsteamturbinewereperformed．Thematerialphysicalandchemicalt

4、estsandfractureanalysisforthe“fthstagebladeinlowpressurecy“nderwereimplemented．Thefiniteelementmethod(FEM)wasemployedtoanalyzethebladecentrifugalstressandthevibrationcharacteristicsofthebladedisksystem．Theresultsshowedthat，thefirstordervibrationfrequenc

5、yofthebladedisksystemundertheeighthnodaldiameterfellintothe”triplecoincidencecriterion”resonanceregionwasconsideredasthecriticalreasonforthebladehighcyclefatiguefa订ureKeywords：600MWunit；steamturbine；fracture；physicalandchemicaltest；”triplecoincidencecrj

6、terion”resonance随着汽轮机设计技术和生产水平的不断提高，1叶片损伤情况汽轮机叶片事故率大幅下降。但由于汽轮机叶片工某亚临界600MW机组叶片发生事故前，机组作条件恶劣，叶片设计技术仍难以准确评估其动应负荷440Mw、主蒸汽压力14．7MPa、主蒸汽温度力，叶片断裂事故[1。5]仍时有发生。本文以某亚临界536℃、再热蒸汽压力2．8MPa、再热蒸汽温度535600Mw机组汽轮机低压第5级断裂动叶片为例，℃、排汽温度38℃。事故发生时汽轮机轴承振动突对其进行理化及应力、振动特性分析，为同类

7、机组的然升高，测量确认3、4、5、6、7号轴承盖振幅升高，利故障分析提供参考。用听针检查3、4、5、6、7号轴承和A、B低压缸各方收稿日期：2013一05—22作者简介：张永海(1977一)，男，河南原阳人，毕业于西安交通大学，硕士，工程师，主要从事汽轮机叶片故障诊断及动频率测量技术的研究。E-mail：zhangyonghai@tpri．com．cn第11期张永海等600Mw机组汽轮机低压第5级动叶片断裂故障分析131位均无摩擦声。揭缸检查发现，A低压转子反向第区的氧化比较严重，冲蚀坑存在较高含量的

8、硅酸盐5级2片叶片、B低压转子正向第5级4片叶片、B等物质。低压转子反向第5级1片叶片均在距叶根平台约(2)经丙酮浸泡并用超声波震荡清洗后叶片断225mm处发生断裂(图1)。各断裂叶片几乎均位口的宏观形貌见图2。可见整个断裂面由裂源区、于叶片组内第1片，且各叶片断口距型底高度基本裂纹扩展区、终断区3部分组成，在终断区存在明显一致。的剪切唇。断裂面上呈现多种氧化色，断裂源区位于进汽侧边缘处。裂纹扩展区比较平坦，在扩展中后区分布有清晰的疲劳贝壳纹线。从出汽侧