2020新版汽轮机叶片损坏事故及预防
汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施

汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施伍爵技术协作信息技术推广与应用汽轮机叶片断裂原因分析及防范措施武有军李恒坤/蒙华泰热电厂摘要:由于汽轮机叶片工作务件恶劣,受力情况比较复杂,断裂事故较常发生,且后果又比较严重,所以对叶片断裂的原因进行分析, 同时提出相关防范措施就显得尤为重要,文章就此进行分析.关键词:汽轮机;叶片断裂一,引言在汽轮机发生的事故中,由于汽轮机叶片损坏而发生的占主要部分,而这其中汽轮机叶片的断裂,对机组的运行来说是一种危害甚大且较多发生的故障.叶片断裂事故的防止,又因单机容量日益增大,叶片长度增加,叶片的工作应力上升而变得13趋复杂.因此,找出叶片断裂的原因并提出预防措施,这对汽轮机的安全运行是很有必要的.二,汽轮机叶片的组成1.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.2.叶根:将叶片固定在转子叶轮上的装配部分.3.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.三,叶片断裂的主要现象分析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.断裂的叶片可能进入抽汽管道,造成逆止门卡涩等.5.停机惰走或盘车状态能听到金属摩擦声.6.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.7.停机过程经过临界转速区时振动明显增加.四,汽轮机叶片断裂的原因分析众所周知,热电厂汽轮机叶片,特别是动叶片,所处的工况条件及环境极为恶劣.主要表现在应力状态,工作温度,环境介质等方面.汽轮机在工作时,动叶片承受着最大的静应力及交变应力.静应力主要是转子旋转时作用在叶片上的离心力所引起的拉应力,叶片愈长, 转子的直径及转速愈大,其拉应力愈大.所以处于次末级的这两失效叶片,受到了相当大的拉应力.此外,由于蒸汽流的压力作用还产生弯曲应力和扭力,叶片受激振力的作用会产生强迫振动;当强迫振动的频率与叶片自振频率相同时即会引起共振,振幅进一步加大,交变应力急剧增加,会导致叶片发生疲劳断裂.汽轮机的每一级叶片工作温度都不相同,第一级叶片所处的温度最高,大约535~C左右;随后由于蒸汽逐级做功,温度逐级降低,直到末级叶片将降低到IO0~E以下.这两片次末级失效叶片所处的温度是95℃,在这个部位会有游离水分子存在,游离水分子由于过冷凝结成水滴,冲击动叶片进汽侧背弧面,造成水冲蚀.叶片在水蒸汽介质中工作,其中多数是在过热蒸汽中工作,末级叶片是在潮湿蒸汽中工作;过热蒸汽中含有氧,会造成高温氧化腐蚀,生成腐蚀性盐而影响叶片的疲劳强度;湿蒸汽区,可溶性盐垢(如钠盐)吸收水珠成为电解液,造成电化学腐蚀.汽轮机叶片的点蚀是一个电化学的过程.金属与电解质相互作用,阳极发生溶解,铁原子失去电子成为Fe.叶片表面钝化膜的不均匀或破裂,微区化学成分的差异,残余应力较高均为产生点蚀的原因,当介质中含有活性阴离子(c1]时,它们被吸附在金属表面某些点上,形成微电池.膜破坏处成为阳极,而未破坏处为阴极.由于阳极面积比阴极小得多,阳极电流密度大,很快被腐蚀成小孔,溶液中的cl—随着电流向小孔里迁移,使小孔内金属氯化物浓度升高.由于氯化物的水解,小孔内溶液的酸度增加,加上小孑L内氧的供应困难,阻碍孔内金属的再钝化,使孑L内金属处于活化状态,不断受到腐蚀.在交变应力的作用下,在点蚀坑底部会有应力集中而促进裂纹的萌生,形成微裂纹,继而扩展成宏观裂纹,当裂纹扩展到一定的程度时,叶片发生最终的断裂,整个过程是一个腐蚀疲劳断裂过程.此外,由于叶片根部松动,叶根参加振动,使叶根之间或叶片与叶轮机接触面产生往复微量相对摩擦运动而造成机械损坏.同时摩擦表面材料晶体滑移和硬化,使硬化区内产生许多平行的显微裂纹,并不断扩展,从而引起疲劳断裂.五,防范措施探讨1.机组启动前必须对来汽管道充分疏水,启动中蒸汽须保持较高的过热度,当启动或运行中蒸汽温度突然直线下降50%或lOmin内下降50~C时,应立即打闸停机或者发现汽温突然下降,并且来汽管道,主汽门,调节汽门冒白汽时,也应立即果断打闸停机.2.机组启动前应将轴向位移保护投入,运行中不得将轴向位移保护退出,特别是启动中,进行主汽门,调节汽门严密性试验时,轴向位移保护动作后不得以怀疑其误动为理由退出保护强行挂闸.在轴向位置指示达到定值,如保护不动作时,应立即打闸停机.3.并列运行的机组要有串联截止门,保证减温水管路切断可靠,以防止停机状态或启动给水泵后水漏入热态的汽轮机.锅炉打压时,要采取严密的措施阻隔水进入母管.4.采取防止加热器满水返人汽缸的措施,尤其是抽汽逆止门不严密或者加热器铜管易破裂的机组,要经常监控水位变化.5.完善调节各抽汽门等可能有水进入汽缸的温度测点,以便于及时监视汽缸进水或进冷汽并定期试验,确保抽汽逆止门动作可靠,严密不漏.6.改进疏水系统使其管道,联箱,容器的断面或容积适应疏水量的需要,并按压力合理布置进入联箱,容器的位置顺序,确保各级疏水畅通,不发生疏水压力升高返入汽缸.在机组整体布局设计上,一定要注意疏水联箱的底部标高应高于凝汽器热水井最高点的标高,必要时可开大级间疏水孔或取消疏水环,抽汽机组要保证抽汽口间的联络疏水常通.7.确保门杆漏汽管道和汽机溢汽管道上的逆止门动作可靠,截止门严密不漏,防止除氧器满水返入汽缸.8.新机组验收时应检查确定叶片经探伤,测频合格.投产后大修中应对叶片进行损伤检查,发现问题及时解决.9.经常保持系统频率在合格范围内运行,并尽可能减少机组在偏离正常频率下的运行时间.1O.机组运行中振动突然增加,听到甩脱叶片的撞击声,机组内部有摩擦声以及出现凝汽器铜管突然泄漏等情况,是掉叶片故障的征兆, 应按规程规定果断停运机组进行检查,切不可拖延时机,否则将造成设备严重损坏.l1.发生个别叶片断落故障后,可对断裂叶片采取对称切割叶片技术措施,还应对未断落的叶片全面进行探伤,测频检验,确认无问题后方可恢复机组运行.此外,应加强机组运行中的监视,尤其是在机组启,停,加减负荷过程中,必须加强对汽压,汽温,出力,真空,胀差,串轴,振动等的监视,精心调整,不允许这些参数剧烈变化,严格执行规程规定.启,停机过程应按照操作票和启,停机睦线逐步进行操作;同时还要加强汽,水品质的监督,防止叶片结垢,腐蚀;另外,若停机时间较长,应做好保养工作,现经常用的方法是真空干燥法,有效地防止了通流部分锈蚀.充分利用机组大修,小修机会对叶片进行重点检查和探伤,及时发现问题,从而把事故消灭在萌芽之中.参考文献【1】谢永慧,孟庆集:汽轮机叶片疲劳寿命预测方法的研究Uj,西安:西安交通大学,2002;【2】王江洪,齐琰,苏辉等:电站汽轮机叶片疲劳断裂失效综述01,汽轮机技术,2004;【3】程绍兵,刁伟辽:300MW汽轮机叶片点蚀损伤机理分析及预防措施UJ,热力发电,2003;【4】韩彦波:汽轮机叶片裂断事故剖析[1],黑龙江科技信息,2007.?l35?。
简谈电厂汽轮机叶片损坏原因及预防

简谈电厂汽轮机叶片损坏原因及预防摘要:叶片是汽轮机最精细、最重要的零件之一。
汽轮机叶片的安全可靠直接关系到汽轮机和整个电厂的安全、稳定。
其运行状况对机组的安全可靠起决定性的影响。
如果叶片发生断裂,将引起机组振动、通流部分动、静摩擦,同时损失效率,若没有及时发现或及时处理,将引起事故扩大,可能导致整台机组毁坏,其经济损失数以万计。
因此,很有必要及时调查研究、分析、总结叶片发生的各种损伤及寻找规律,以期制定防范、改进措施,避免发生大的损失。
关键词:叶片;损坏;脱落;预防1.引言目前在火力发电厂,随着汽轮机组朝着高参数、大容量、高自动化方向发展,系统越来越复杂,设备出现故障的可能性越来越大,故障的危害性也越来越大。
近几十年来,国内外已发生多起因叶片故障引发汽轮发电机组整机毁坏事故,其中机械损伤和腐蚀是叶片断裂或脱落的主要原因。
从对事故分析来看,这些事故有些可以杜绝发生或者防止,有些是由于技术限制无法解决,并且汽轮机的发展都是往大参数,大机组方向发展,这样出现的事故隐患会很难排除或防止。
并且有些事故发生的后果会牵连面很广,在事故发生时由于没有及时正确操作或本身事故发生的危害性很大,结果会使事故范围额外扩大。
2.汽轮机叶片的安全问题叶片是汽轮机的心脏,也是事故最多的关键部件,它的安全可靠直接关系到汽轮机和整个电站的安全、满发。
由于电力是国民经济的命脉,全世界的电力约有76%来自火电站中的锅炉-汽轮机—发电机以及核电站中的核反应堆-汽轮机-发电机。
因此,提高汽轮机叶片的安全可靠性对于满足不断高涨的电力需求,适应国民经济的发展,有着不容忽视的作用。
由于叶片高度和蒸汽参数的不断提高,叶片的工作条件也越来越严酷,在进汽端的调节级叶片,要承受最高600℃的高温和喷嘴弧段的巨大冲击力,在排汽端,则要承受巨大的离心力和接近两倍音速的湿蒸汽流的冲刷,而所有动叶片部承受着多种形式的周期性或随机性激振力作用而处于强迫振动之中。
论汽轮机的磨损事故及预防措施

论汽轮机的磨损事故及预防措施汽轮机作为一种常见的发电装置,具有工作效率高、负荷变化范围广、启停快等优点,广泛应用于发电厂、船舶和工业生产等领域。
然而,由于长时间高温、高速运转以及运行环境等因素的影响,汽轮机在运行过程中容易出现磨损事故,降低其工作性能,甚至导致设备失效。
因此,对汽轮机的磨损事故进行预防和及时处理,是保障其正常运行的关键。
首先,汽轮机的磨损事故主要包括轴承磨损、叶片磨损和密封件磨损等。
其中,轴承磨损是比较常见的问题之一、特别是在汽轮机的高温高速运转环境下,磨损会更加严重。
为了防止轴承磨损事故的发生,首先应定期检查润滑油的质量,并及时更换。
此外,轴承的润滑方式也需要得到重视。
对于一些高速旋转的汽轮机轴承,可以采用定量供油方式,确保轴承的润滑充分。
此外,还可以采用无油轴承材料,减少磨损。
其次,叶片磨损也是常见的汽轮机磨损事故。
一方面,叶片磨损会导致汽轮机的工作效率下降,另一方面,叶片磨损还可能导致叶片的断裂,造成严重的事故。
为了预防叶片磨损,首先应保证叶片的材料质量,具有一定的抗磨损性能。
其次,应加强对叶片工作状态的监测,及时发现问题并进行处理。
例如,可以定期检查叶片表面的磨损情况,并采取相应的维修措施,如更换叶片。
此外,还应注意保持汽轮机的平衡性,避免因为不平衡引起叶片磨损。
另外,密封件磨损也是汽轮机磨损事故的一个重要方面。
汽轮机在运行过程中,存在高温、高压和高速等复杂工况,对密封件的要求较高。
一旦密封件出现磨损,将会导致汽轮机的泄漏问题,影响其正常运行。
为了预防密封件磨损,首先应选用耐磨损的密封材料,确保其使用寿命。
其次,应定期进行密封件的检查和维护,及时发现并解决问题。
此外,还可以采用一些辅助措施,如增加冷却和润滑装置,降低密封件的温度和摩擦,减少磨损。
总而言之,汽轮机的磨损事故是影响其正常运行和寿命的重要因素。
为了预防磨损事故的发生,可以从轴承、叶片和密封件等方面进行控制。
通过定期检查和维护,及时更换材料和加强密封措施等手段,可以提高汽轮机的运行效率和可靠性。
第七章 汽轮机的事故处理和预防概况

第七章汽轮机的事故处理和预防第一节汽轮机的事故处理原则和基本要求汽轮机组脱离正常运行方式的各种工作状态,统称为异常或故障;凡正常运行的工况遭到破坏,被迫降低设备出力,减少或停止向外供电,甚至造成设备损坏、人身伤亡时,称为事故。
汽轮机设备严重损坏是电力系统恶性事故之一。
汽轮机设备一旦发生重大事故,就需相当长的检修时间才能恢复发电,能否避免严重的设备损坏事故以及减轻设备损坏的严重程度,则和运行人员的技术水平以及对事故的判断和处理方法正确与否有直接关系,因此运行人员一定要把安全放到首位,要有高度的责任心,及时发现问题并采取有效的措施,做到预防为主。
运行人员还应加强运行分析工作,经常做好事故预想,一旦发生设备故障,能够迅速准确地判断和处理。
一、事故处理原则在处理事故时,应遵循以下原则:(1)机组发生事故时,运行人员必须严守岗位,沉着冷静,抓住重点,采取正确措施,进行处理操作,不要急躁慌乱,顾此失彼,以致发生误操作,使事故扩大。
(2)机组发生故障时,运行人员一般应按照下列顺序和方法进行工作,消除故障:1)根据仪表和机组外部的象征,确定机组或设备确已发生故障。
2)根据有关表计指示、报警信号及机组状态进行综合分析,迅速查清故障的性质、发生地点和损伤范围。
3)及时向班长、值长汇报情况,以便在统一指挥下,迅速处理事故。
4)迅速解除对人身和设备的威胁,必要时应立即解列故障设备,防止故障蔓延,保证其它未受损害的设备正常运行。
(3)牢固树立保设备思想。
通常在电网容量较大的状况下,个别机组停运不会对电网造成很大危害;相反,若主设备特别是大容量汽轮机组严重损坏,长期不能修复,对整个电力系统稳定运行的影响则是严重的,所以在紧急情况下要果断地按照规程规定打闸停机,切不可存在侥幸心理,硬撑硬顶,造成事故扩大。
(4)事故一旦发生,往往各种不正常的现象瞬时并发,必须认真分析,抓住起主导作用的主要原因,事故才能得到迅速正确处理。
二、紧急故障停机步骤当处理事故需要停机时,应根据事故性质分别采取紧急故障停机和一般故障停机方式。
叶片损坏的现象、原因及处理

叶片损坏的现象、原因及处理
叶片损坏是指风力发电机或者风扇等设备中的叶片出现破损、
断裂或者变形的现象。
这种损坏可能会导致设备性能下降甚至完全
失效,因此需要及时处理。
叶片损坏的原因可能有多种,包括以下
几点:
1. 外部碰撞,叶片在运行过程中可能会受到外部物体的撞击,
比如风力发电机叶片可能会被飞离的物体或者鸟类撞击,导致叶片
损坏。
2. 材料疲劳,叶片长时间受到风力或者其他外部力的作用,可
能导致材料疲劳,从而出现裂纹或者断裂。
3. 制造缺陷,叶片在制造过程中可能存在缺陷,比如材料不均匀、结构设计缺陷等,可能导致叶片在运行过程中损坏。
处理叶片损坏的方法可以从多个角度来考虑:
1. 检修维护,定期对叶片进行检查,及时发现潜在的损坏迹象,采取维修措施,可以有效减少因叶片损坏而导致的故障。
2. 强化设计,对叶片的材料和结构进行优化设计,增加其抗风能力和抗外部冲击能力,减少损坏的可能性。
3. 及时更换,一旦发现叶片损坏,应及时更换叶片,以免影响设备的正常运行。
4. 加强保护,可以在叶片周围增加防护措施,比如安装网罩或者其他防护设施,减少外部物体对叶片的损坏。
总之,对叶片损坏问题,需要综合考虑预防和及时处理两个方面,以确保设备的安全运行和性能稳定。
汽轮机末级叶片损坏的分析及对策

汽轮机末级叶片损坏的分析及对策摘要:汽轮机叶片的安全可靠直接关系到汽轮机和整个电厂的安全、满发。
鹤矿集团热电厂在大修过程中,曾发现过末级叶片断裂、汽蚀现象。
通过对鹤矿集团热电厂四台机组末级叶片损坏的形式进行分析,认为末级叶片型线下部普遍存在出汽边水冲蚀损伤,外来硬质异物击伤和固体粒子侵蚀,叶片断裂、结垢及其它损伤,分析了其损伤机理,介绍防范措施。
关键词:汽轮机;叶片损伤;损伤机理;断裂前言:叶片是汽轮机最精细、最重要的零件之一。
其运行状况对机组的安全可靠起决定性的影响。
如果叶片发生断裂,将引起机组振动、通流部分动、静摩擦,同时损失效率;若没有及时发现或及时处理,将引起事故扩大,可能导致整台机组毁坏,其经济损失数以万计。
因此,很有必要及时调查研究、分析、总结叶片尤其是末级叶片发生的各种损伤及寻找规律,以期制定防范、改进措施,避免发生大的损失。
1 汽轮机叶片损伤概况鹤矿集团热电厂1#机为武汉汽轮机厂生产的型号为FC25-3.43/0.35型汽轮机,在近几年的大修过程中也曾发现叶片根部出汽边水冲蚀、顶部进汽边水冲蚀、异物击伤叶片等。
我厂2#机为武汉汽轮机厂生产的型号为C25-35/3型汽轮机,在今年的大修中,发现叶片问题比较严重:围带飞脱、断裂、个别拉金断裂、腐蚀麻坑等。
我厂3#机为哈尔滨汽轮机厂生产的C50-8.83/0.118型汽轮机,2006年6月15日按照小修计划对末级叶片进行检查时,发现19级叶片有一处断裂,随即揭缸检查,并对末级叶片进行了探伤检查,发现存在以下问题:第19级30#、80#叶片损伤严重,70#叶片断裂,同时拉筋、围带均断裂,有9处拉筋套开焊(其中有3处是去年补焊过的)。
出汽边汽蚀:有30个叶片出汽边有汽蚀现象,其中5处比较严重,有1处细小裂纹,有22个叶片有叶根腐蚀现象,其中5处比较严重。
这几台机组低压级叶片在实际运行过程中,由于种种原因在叶片、叶根、拉筋、围带及司太立合金片等部位经常发生故障,末级叶片的水冲蚀损伤相当普遍。
汽轮机叶片断损事故应急预案

汽轮机叶片断损事故应急预案1.1总则1.1.1目的为及时、有效地处理汽轮机叶片断损事故,避免或减少因汽轮机叶片断损带来的重大经济损失和社会影响,特制订本预案。
1.1.2编制依据本预案依据《中华人民共和国安全生产法》、《XX公司重大突发事件(事故)应急管理办法》、XX公司《防止电力生产事故重点要求》等国家和电力行业的法律、法规,上级对安全生产的有关规定、要求以及电厂的实际情况而制定。
1.1.3适用范围本预案适用于XX集团公司所辖的火力发电厂。
1.2事故类型和危险程度分析1.2.1危险区域#X机组1.2.2主要的危险因素汽轮机叶片工作在高温、高压、高转速或湿蒸汽区等恶劣环境中,经受着离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区高速水滴冲蚀的共同作用,再加上难以避免的设计、制造、安装质量及运行工况、检修工艺不佳等因素的影响,常会出现损伤或损坏。
叶片损伤形式:蜂窝状、开焊、麻点、锈蚀、擦伤;叶片损坏形式:折断、裂纹、扭弯、二次损坏及其它。
上述损伤或损坏轻则引起汽轮发电机组振动,重则造成飞车事故。
因此,汽轮机叶片的安全可靠直接关系到汽轮机和整个电厂的安全。
一旦发生汽轮机叶片断损事故,势必被迫进行停机检修处理,对电厂损失极大。
1.2.3危险等级2.3.1三级状态。
当汽机运行中发生下列现象定为三级状态:2.3.1.1蒸汽品质不合格;2.3.1.2汽轮机在高转速下紧急破坏真空;停机过程经过临界转速区时振动明显增加;2.3.1.3启、停机及增减负荷时操作不当,因速率快而使胀差超限,但未发生动静摩擦;2.3.1.4机组运行中发生振动、超速发出报警,但未达到动作值;2.3.1.5轴瓦温度和回油温度升高,同时推力瓦温度上升报警,但未达到动作值;2.3.1.6抽汽管道造成逆止门卡涩等。
2.3.2二级状态。
当汽机运行中发生下列现象定为二级状态:2.3.2.1同样负荷下蒸汽流量增加,监视段压力上升;2.3.2.2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;2.3.2.3机组检修中对叶片进行重点检查和探伤时,发现叶片、叶轮带、拉筋等有缺陷。
汽轮机主要零部件常见事故分析

汽轮机主要零部件常见事故分析(一)汽轮机叶片事故分析汽轮机叶片的损坏形式主要是疲劳断裂。
由于叶片工作条件恶劣,受力情况复杂,断裂事故较常发生,且后果又较严重,所以对叶片断裂事故的分析研究一直受到特别重视。
按照叶片断裂的性质,可以分为短期超载疲劳损坏、长期疲劳损坏、高温疲劳损坏、应力疲劳损坏、腐蚀疲劳损坏、接触疲劳损坏等六钟。
"1、短期超载疲劳损坏这种损坏是指叶片受到外加较大应力或受到较大激振力,而振动次数低于107次就发生断裂的机械疲劳损坏。
如叶片受到水击而承受较大的应力,或因转子不平引起振动及安装不良存在周期力等较大的低频激振力,当这些力引起叶片共振时,叶片会很快断裂。
叶片短期超载疲劳损坏的宏观特征为:断面粗糙,疲劳前沿线(即贝壳纹)不明显,断面上疲劳区面积小于最终静撕断区面积;经受水击而损坏的叶片的断面呈“人”字形纹络特征。
防止短期超载疲劳损坏的主要方法是:防止水击,作好消除低频共振的调频及在正常周波下运行。
2、长期疲劳破坏长期疲劳损坏是指叶片运行中承受低于疲劳强度极限而应力循环次数又远高于107次发生的一种机械疲劳损坏。
造成长期疲劳损坏的原因有:叶片或叶片组在高频激振力作用下引起的共振损坏;叶片表面缺陷处出现局部应力集中而发生的疲劳损坏;低频率运行、超负荷运行使某些级的叶片应力升高导致提早损坏等等。
长期疲劳损坏在电厂叶片断裂事故中最为常见。
防止长期疲劳损坏的办法是:按规定避开高频激振力共振范围,提高叶片加工质量和改善运行条件。
如防止低周波、超负荷运行,防止腐蚀和水击等。
3、高温疲劳破坏高温疲劳损坏是指由蠕变和疲劳共同作用所形成的介于静应力产生的蠕变和动应力产生的疲劳之间的一种损坏形式。
裂纹源部位呈蠕变现象,断裂性质为持久断裂和疲劳断裂的组合,而且往往伴随着材料组织的变化。
高温疲劳损坏裂纹基本上是穿晶的,断口宏观貌有贝壳花纹,断口微观貌有较厚的氧化皮。
高温疲劳损坏发生在高压缸前几级叶片、中间再热式汽轮机中压缸前几级叶片以及中压汽轮机的调速级叶片。
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2020新版汽轮机叶片损坏事故
及预防
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make mistakes
2020新版汽轮机叶片损坏事故及预防
中间再热式汽轮机,参数高、容量大、汽缸数目多,又有内外缸之分,因此汽缸和转子的膨胀关系比较复杂。
汽轮机通流部分的磨损,一般发生在机组启、停和工况变化时,产生磨损的主要原因是:汽缸与转子不均匀加热和冷却;启动与运行方式不合理;保温质量不良及法兰螺栓加热装置使用不当等。
动静部分在轴向和径向磨损的原因,往往很难绝对分开,但仍然有所区别。
在轴向方面,沿通流方向各级的汽缸与转子的温差并非一致,因而热膨胀也不同。
在启动、停机和变工况运行时,转子与汽缸膨胀差超过极限数值,使轴向间隙消失,便造成动静部分磨损,在消失的时候,便产生汽封与转子摩擦,同时又不可避免地使转子弯曲,从而产生恶性循环。
另外,机组振动大和汽封套变形都会引起径向摩擦。
通流部分磨损事故的征象和处理如下:转子与汽缸的相对胀差表指示超过极值或
上下缸温差超过允许值,机组发生异常振动,这时即可确认为动静部分发生碰磨,应立即破坏真空紧急停机。
停机后,如果胀差及汽缸各部温差达到正常值,方可重新启动。
启动时要注意监视胀差和温度的变化,注意听音和监视机组的振动。
如果停机过程转子惰走时间明显缩短,甚至盘车启动不起来,或得盘车装置运行时有明显的金属摩擦声,说明动静部分磨损严重,要揭缸检修。
1常见叶片事故发生时的征象、原因及预防措施
叶片断落的征象汽轮机在运行中发生叶片断落一般有下列现象:汽轮机内部或凝汽器内有突然的响声,此时在汽轮机平台底层常可清楚地听到。
机组发生强烈振动或振动明显增大,这是由于叶片断落而引起转子平衡破坏或转与落叶片发生碰撞摩擦所致。
但有时叶片的断落发生在转子的中间级,发生动静部分摩擦时,机组就不一定会发生强烈振动或振动明显增大,这在容量较大机组的高、中压转子上有时会遇到。
当叶片损坏较多而且较严重时,由于通流部分尺寸改变,蒸汽流量、调速汽阀开度监视级压力等与功率的关系部将发生变化。
若叶片落入凝汽器,则会交凝汽器的铜管打坏,
使循环水漏入凝结水中,从而表现为凝结水硬度和导电度突增。
若机组抽汽部位叶片断落,则叶片可能进入抽汽管道,使抽汽止回阀卡涩,或进加入热器使管子损坏,导致水位升高。
停机过程中,听到机内有金属摩擦声,惰走时间减少。
在停机蔌升速过程中越过临界转速时,机组振动有明显的增大或变化。
2叶片损坏的原因
2.1叶片本身的原因,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。
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。
材质不良或错用材料。
材疗饥械性能差,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。
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,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。
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。
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。
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。
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。
水冲击。
运行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。
3叶片事故原因的分析
引起叶片事故的原因,常常是很复杂的,主要从以下几个方面进行考虑:检查叶片损坏情况。
事故发生后,应首先检查事故的范围和情况,并作好记录,然后检查断落位置及断面特征,初步分析事故的原因。
分析运行及检修资料。
检查叶片事故发生前的运行工况有无异常,如运行参数是否正常,有无超载超速及低频率运行,有无叶片结垢、腐蚀、水刷等情况。
查看检修资料,检查动静间隙
是否符合标准,有无重大改进和改造等,对运行和检修资料进行全面细致的分析。
防止叶片断裂事故的措施,汽轮机运行事故中,因叶片损坏而造成事故的比重很大。
随着单机容量的增大,运行系统的操作更加复杂,因此叶片损坏事故并未减少。
特别是大容量机组,发生水击而损坏叶片的事故更是常见。
防止叶片损坏事故极为重要,除制造厂在设计和制造方面应更合理,更完善以外,运行部门还应从运行和检修等方面着手,共同采取措施,防止叶片断裂和损坏事故在运行管理,特别是电网频率的管理方面,应采取以下措施:电网应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;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;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;加强汽水品质监督,防上叶片结垢、腐蚀;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,导电度突然增大等,应及时处理,避免事故扩大;停机后加强对主汽阀严密性的检查,防止汽水漏入汽缸。
停机时间较长的机组,包括为消除缺陷安排的工期较长的停机,应认真做好保养工作,防止通流部分锈蚀损坏。
采取以上措施将能帮助我们把叶片的断事故控制在最小程度,从而提高汽轮机运行的安全性和经济性。
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