安康水电厂水轮机叶片裂纹分析及处理

《安康水电厂水轮机叶片裂纹分析及处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、安康=7『k电广7k轮机Dt片裂纹析及处理镯平．马涛(安康水力发电厂，陕西安康725000)损探伤检查，对及时处理缺陷、消除事故隐患十分必1概述要安康水电厂水轮机转轮型号为H702—550，采用安康水电厂位于汉江上游，安装有4台200MW分瓣焊接丁地绢装，上冠部分由外法兰相联，下环部水轮发电机组，水轮机型号为HI220—13—550。为分组焊而成，材质为0Crl3Ni6Mo保证下游航运流量，在下游右岸排沙洞还装有12005年11月2号机组大修后期发现，6号转轮叶台52．5MW的水轮发电~)k-~1t．水轮机型号为HL

2、D85—片背部与上冠焊缝处有一长约240mm的裂纹(位于13—300电站总装机容量852．5MW。转轮分瓣面填补焊块处)。在处理阶段钻止裂孑L时发安康水电厂设计利用Ibt1~350011，年发电量现裂纹继续扩展，裂纹处理长度达7001Yln'l(叶片全2．8x10kW·h，是陕西省最大的水力发电厂，承担调长1600inm，距叶片进水边710mm，距水边190illm)，峰、调频和事故备用任务该厂以330kV和1】0kV2宽40mm，深60Illfll图1为叶片与上冠结合面断面级电压线路向陕西关中和安康地区供电，并为襄

3、渝、示意图阳安和西康电气化铁路提供可靠电源安康水电厂机组水轮机型号与丹江口电站水轮机号相同，但对部分结构做了处理；调整_r一参数，如：额定水头由63．5171提高~7i]76．2m，额定转速从100r／rain提高到107．1r／rain，流量由277mIsI~DH到304m3／s．机组m力由150MW提高~i}200MW，最大图1叶片与上冠结合面断面示意图水头从85Ill提高到88in；并对大轴及转轮叶片等部位采取了局部加强措施3原因分析于水轮机在选型设计、制造方而存在一定问题，使机组运行不稳定域大，机组产生的振动

4、、摆3．1应力集中度、压力脉动及噪音均较大转轮在水压力及离心力的作用下，大应力区主要分布存转轮叶片周边上II，按第三强度理论计算的2转轮叶片裂纹情况相当应力沿叶片周边的分布见图2。可以看出，转轮叶片存存4个高应力区，其位置在：1)叶片进水边正混流式水轮机转轮叶片裂纹，对机组安全运行面(压力分布面)靠近上冠处：2)叶片出水边正面的构成很大威胁，也给水电厂带来极大的经济损失。因中部：3)叶片出水边背面靠近上冠处；4)叶片与下环此，分析裂纹产生原因，并对易产生裂纹部位进行无连接内．．收稿日期：2009～11—01作者简介：

5、余句平(1971一)，男．陕周人，技师，从事水轮饥榆修方而的T作接术交流与应用SHUJtAOLitjYUYINGYONG表1～2中数据可以看出，测试水头下机组以120MW负荷为界限，在120MW负荷以下的水导摆度较120MW负荷以上大0．09mm，尤其在40～60MW负荷工况下是振动、摆度及压力脉动的高峰值区，部分测试参数已超过允许标准。在该测试条件下，机组58在120MW负荷以上为良好的稳定运行区域．在40～60MW负荷附近应限制运行468ⅣIPa综上所述笔者认为，叶片背部与上冠连接处的焊接缺陷在该处形成应力集中，

6、机组在低负荷工况409Ⅳ【Pa下运行，使焊接缺陷演变为疲劳裂纹．导致2号机组6图2转轮叶片J司边应力分布及裂纹分布号叶片背部出现重大裂纹3．2铸造及焊接缺陷铸造气孔、砂眼等在外部应力的作用下可能会4裂纹处理成为裂纹源，造成裂纹的产生。由于转轮叶片与上冠、下环的厚度相差大，冷却过程中易产牛缩孔、疏裂纹处理依据(DL／T678—1999电站钢结构焊松等。铸焊结构的转轮，若焊接工艺不当，在焊缝及接通用技术条件》和《D5070-1997水轮机金属热影响区也会出现裂纹蜗壳安装焊接]_艺导则》。在裂纹清理检查时，发现转轮叶片内部

7、有清晰4．1阻止裂纹延伸的油漆标记、气孑L及焊渣。可见在安装焊接时，其内通常裂纹的两端尾部内应力接近材料的极限强部已有裂纹存在度，在外力或热应力的影响下还会继续延伸。因此，3．3运行原因必须在裂纹两端打止裂孔。裂纹清理过程中如发现长期低负荷、超负荷或在振动区运行，会使叶片纹路有发展趋势应再追加止裂孔．一般孔深应比裂在交变应力作用下产牛裂纹或使裂纹加剧。纹深度大4～6mm表1、表2为原西北电力试验研究所】999年6月对4．2裂纹清理及开坡口该厂4台水轮发电机组进行稳定性测试的结果ijN,0用碳弧气刨刨开坡15，坡口开为

8、单边V形。碳弧试是在上游水位310．40ITI、下游水位241．30In进行的气刨可对较深的裂纹进行多次吹割．这种方法操作表12号机组各运行工况下的时间统计表h简便，速度快，但坡口内往往有渗碳层，可利用风动角向磨光机或高速气动砂轮机安装合金磨头磨削，直至露出金属光泽。刨前用氧一乙炔焰在裂纹附近预热50～100oC。预热宽度在裂纹两侧且不小于20