800mw汽轮机末级叶片断裂原因分析及防范措施

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1、中国电力（http://www.chinapower.com.cn）800MW汽轮机末级叶片断裂原因分析及防范措施[关闭窗口]前  言   北京国华电力公司绥中发电有限责任公司工程装机2台俄罗斯超临界800MW燃煤机组，#1机于2000年7月投入试生产，#2机于2000年10月投入试生产。根据俄供机组出现的诸多问题，国华电力公司于2000年9月在绥电公司召开了俄供机组运行经验交流会议。此次会议上针对天津盘山发电公司分别在99.9.10  17:23和2000.2.14  3:35出现的#2机#2低压缸末级960mm叶片第43和84号叶片断裂事故进行讨论。会议前我们编

2、写的800MW汽轮机末级叶片断裂的原因分析及防范措施作为此次会议的交流材料也进行了研讨。绥电公司作为东北和华北电网联网的枢纽电站，保证机组安全、稳定运行尤为重要。结合国电公司的25项反措，绥电公司编制了800MW汽轮机的反事故技术措施，防止末级叶片断裂的反事故技术措施只是其中的一项。一、动叶片简介1、动叶的作用：将蒸汽的动能和部分热能在由动叶组成的环形叶栅汽道内转换为转子上的机械能。2、设计制造动叶片主要考虑如下方面的要求：⑴叶片应具有足够的强度和良好的振动特性，即避开共振区以保证叶片安全运行。⑵应具有良好的空气动力特性，以达到较高的效率。⑶应有合理的结构和良好的工

3、艺性，便于制造和安装。3、叶片的组成：⑴叶型：叶片的主要工作部分，汽流通过由相邻叶片的型线部分构成的通道，完成能量转换。⑵叶根：将叶片固定在转子叶轮上的装配部分。⑶围带、拉筋等：属于连接件，把几只或整圈叶片连成叶片组，并可调整叶片的自振频率和减少叶片所受的动应力。4、800MW汽轮机低压缸布置及叶片型式本机共有三个低压缸，每个缸前后各设有5级叶片。蒸汽由中压缸末级排汽经二根Φ1196mm的管道进入三个低压缸，低压缸蒸汽作功后，排汽进入两台纵向布置的凝汽器。800MW汽机低压缸叶片是带有一定反动度的冲动式叶片，叶片为型线沿叶高变化的变截面扭曲叶片。末级长度为960mm

4、，末级叶轮平均直径2480mm，末级叶片环形排汽面积6×7.48m2，三个低压缸合计出力236MW（高压缸出力260MW，中压缸出力304MW）。低压缸各级叶片反动度：低压第一级0.33低压第二级0.40低压第三级0.46低压第四级0.55低压第五级0.69二、汽轮机叶片断裂现象1.汽轮机内或凝汽器内产生突然的声响。2.机组振动突然增大或抖动，轴向位移显示增大或摆动。3.叶片损坏较多时，同样负荷下蒸汽流量增加，监视段压力上升。4.凝结水导电度、Na离子、Cl根增加、凝汽器水位上升，凝泵电流增加。5.断裂的叶片可能进入抽汽管道造成逆止门卡涩等。6.停机惰走或盘车状态能

5、听到金属磨擦声。中国电力（http://www.chinapower.com.cn）7.可能引起轴瓦温度和回油温度升高，这是因转子平衡遭到破坏而造成的，同时推力瓦温度上升。8.停机过程经过临界转速区时振动明显增加。三、汽轮机低压叶片损坏的主要原因分析1、外来杂物造成叶片损坏。由于叶片间隙小，叶片在高速旋转过程中，如果外来杂物进入可使叶片损坏。这种情况出现一般是在新机组调试或大修后初次启动过程中，这是由于安装或检修不良遗留杂物所至。2、汽缸内固定零部件脱落造成叶片损坏。此种问题纯属制造与安装原因所致。3、轴瓦损坏，胀差超限，大轴弯曲以及产生的强烈振动所造成的动静摩擦，

6、使叶片损坏。4、水冲击可直接造成叶片损坏。5、长时间水蚀严重造成叶片损坏。6、叶片本身材料质量问题，长时间运行，超过疲劳极限使叶片损坏。如果叶片的固有频率不合格，运行中产生共振也能损坏叶片，另外叶片设计不当也是损坏叶片的一个原因。7、叶片过负荷。尤其是末几级由于叶片长度的原因更容易损坏叶片。8、汽轮机超速。9、汽轮机转子在临界转速区滞留时间过长使振动大造成叶片损坏。10、长时间低周波运行，使叶片自激振动增加容易损坏叶片。11、汽温过低有两种危害：一是末几级叶片湿度过大，叶片受冲蚀，截面减少，应力集中，引起叶片损坏。二是当汽温降低而出力不降低时，流量势必增加，从而引起

7、叶片过载损坏叶片。12、蒸汽品质不合格可使叶片结垢，通流面积减少，各级焓降增加，叶片应力增大。另外，叶片结垢也能引起叶片腐蚀，使强度降低。13、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，加速叶片水蚀。另外真空过低时，若仍保证最大出力不变，也能使末几级叶片过负荷。14、启、停机及增减负荷时操作不当，如果速率快可使胀差超限，发生动静摩擦，损坏叶片。15、汽轮机在低负荷或空负荷情况下运行时间过长，此时末级叶片在小容积流量工况下会产生汽流在叶片根部的脱流和叶片顶部的涡流现象，使叶片的动应力增加。如果汽轮机在高转速下紧急破坏真空，排汽压力升高，蒸汽比容增