轴流风机叶片断裂的原因以及系统对风机性能影响分析
动叶可调轴流式风机叶片断裂的原因分析
GB 1173 —86 510～6155 015～0165 0115～0125 014～016 ≤015
项目
w (Si)
w (Cu)
w (Mn)
w (Al)
断裂叶片
0121
0102
0101
余量
GB 1173 —86 ≤013
≤0125
≤011
余量
从表 1 可知 , 断裂叶片合金元素 Zn 的质量分 数超过了国标规定的技术条件上限的 2103 % 。铸 铝合金 ZL 402 的主要特点有自硬倾向 , 这种特性 可避免工件因淬火产生较大内应力而引起开裂和变 形问题 , 叶片在自然状态使用 , 可保证尺寸稳定 , 但是 , 随着锌质量分数的增加 , 合金的百分比上 升 , 铸造性能下降 , 从而造成热裂 、针孔和疏松的 倾向增大 , 导致合金的塑性急剧下降 , 这是引风机 叶片极易断裂的原因之一 。 31112 叶片机械性能分析
符 , 动叶 30°和 35°角时的性能曲线分别与厂家提供 的 37°和 42°性能相当 , 动叶的实际角度比控制室的 指示值约大 7°。
风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理
风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理随着能源需求增加和环境保护意识的加强，风电行业日益壮大。
然而，风电机组的运行也存在一些问题，其中之一就是叶片螺栓的断裂。
叶片螺栓的断裂会导致设备停机维修，给风电厂带来经济损失。
本文通过分析叶片螺栓断裂原因及处理方法，旨在为风电行业提供参考。
一、断裂原因分析1.材料缺陷当叶片螺栓在生产加工过程中有缺陷，如含有气孔、夹杂物、夹渣等，会影响叶片螺栓的力学性能，导致其在使用过程中出现断裂。
2.负荷过大风电机组在运行过程中，受到风力的不断作用，以及旋转部件的惯性和得到的转矩影响，会导致叶片螺栓承受较大的拉伸力和剪切力。
当螺栓无法承受受力过大时，就会发生断裂。
3.腐蚀和疲劳当叶片螺栓长期处于恶劣的环境中，如海洋气候、高温高湿等，会发生腐蚀，质量会逐渐降低，容易出现裂纹，从而导致叶片螺栓的疲劳削弱和断裂。
4.安装不当在风电机组的安装过程中，叶片螺栓的安装质量和状态会直接影响其使用寿命和断裂概率。
如果螺栓安装不当，可能会导致扭矩不均、加剧连接剪切和腐蚀等问题，从而导致叶片螺栓的断裂。
二、解决方法1.材料瑕疵控制生产制造阶段应控制材料瑕疵的产生，选择合适的工艺、材料和加工设备，严格执行国家标准和相关规定。
2.优化叶片设计优化叶片设计，改进叶片形状和长度，从而减少叶片螺栓承受的拉伸力和剪切力，提高其承载能力。
3.增加安全预防措施安装过程中应进行全面的检查和测试，确保叶片螺栓的安装和紧固质量，避免过度拉伸和过度松弛。
同时，可以在安装后加装高强度钢制环带、断鲍管等安全预防措施，以延长叶片螺栓的使用寿命。
4.定期检查和维护定期检查和维护叶片螺栓，及时发现和修复潜在的问题。
并且不断改进维护技术，使用新型的材料和设备来提高叶片螺栓的质量和使用寿命。
结论针对风电机组叶片螺栓断裂问题，需要生产制造企业、风电厂和设备维护公司等多方面合作，共同加强材料质量控制、优化叶片设计和安装质量，加强安全预防措施和定期检查和维护等方面的工作。
浅析轴流式引风机叶片断裂原因及防范措施
浅析轴流式引风机叶片断裂原因及防范措施摘要：由中国某公司承建的海外K项目5×660MW 超临界燃油电站机组，#4锅炉A引风机在运行过程中发生叶片断裂事故，经过专业人员对风机运行状况、叶片断口形貌及性能曲线分析得知：引风机失速报警装置整定值偏小，烟道系统阻力特性曲线与风机性能曲线不匹配，在系统阻力不变的情况下风机选型偏小，出力裕量不足。
使得引风机在运行一定周期后叶片达到疲劳极限，发生突然断裂。
项目部对此提出更换叶片，维持机组出力80%额定负荷运行，加强工程建设过程中设备制造质量监控、检修过程中将引风机叶片检查列入专项检查内容、优化风机运行参数及保护逻辑等防范措施，并针对该次事故进行了相应的整改，避免了同类事故再次发生，保证了机组安全稳定运行。
关键词：引风机；叶片断裂；失速；防范措施引言本项目燃油锅炉采取GE设计的八角切圆燃烧方式，引风机采用涂层的铸铝叶片。
叶片运行两周左右断裂后，厂家认为叶片根部强度设计余量不足，后来更换为铸铁叶片，根部设计加强，铸铁叶片无涂层。
专业人员根据风机性能曲线分析得知，锅炉90% 以上负荷运行时，比压能较高，风机经常靠近失速边缘运行，当风道阻力或负荷发生变化时，容易造成失速，烟道系统阻力特性曲线与风机的性能曲线不匹配，风机的出力裕量不符合系统需求，在系统阻力不变的情况下风机选型偏小，失速报警装置整定值偏小，使运行人员不能及时调整，影响风机在安全、高效区域稳定运行。
1引风机叶片分布及断裂现象1.1机组停运并采取安全措施后，维护人员进入风道内部进行检查，发现A 引风机叶片全部断裂，碎片散落于风机扩压筒，风机内部未发现其他异物，检修过程中发现整套叶片全部断裂报废。
1.2从叶片旋转方向及叶型来判断，引风机为左旋，沿叶片1、2、3、4方向运行。
1.3由单个叶片断口可以看出，叶片1、2、3、4、6断口均有较为平滑和不规则切面两部分；由单个叶片断口可以看出其中1、2、3、4切面中的平滑切面占整个切面大部分比例，其中叶片进气侧断面较为平滑，出气侧为高低不平齿状断面。
轴流式通风机叶轮疲劳断裂的故障分析及对策
叶片的断裂性质 表 明 叶 片 在 运 行 时 受 到 交 变
载荷作用,与设计 工 况 不 符. 正 常 工 况 下,叶 片 应
于意外事 件 的 概 率 较 低,需 要 分 析 该 故 障 的 根 本
该承受的力主要有 径 向 离 心 力 和 由 于 气 压 产 生 的
第２０卷 第１
１期
REFRIGERATION AND AIRＧCONDITIONING
２０２０ 年 １１ 月
制造加工
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轴流式通风机叶轮疲劳断裂的
故障分析及对策
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轴流风机叶片断裂的原因以及系统对风机性能影响分析
科技风2016年4月上轴流风机叶片断裂的原因以及系统对风机性能影响分析徐俊浙江亿利达风机股份有限公司浙江台州318056摘要：随着现代经济社会的不断发展，机械研究和机械使用在多个领域中都发挥着不可替代的优势，本文就轴流风机叶片出现断裂的原因加以分析，并对这种断裂导致的系统对风机性能造成的影响进行分析，制定出可以运用的措施，保证轴流风机能够实现安全运行。
关键词：轴流风机；叶片断裂；风机性能影响目前轴流风机系统内部选择的风机一般控制风量为80000m3/h，风压控制在2300Pa左右，其配套电机功率控制在110kW左右。
在对其进行检测时发现部分叶片出现了不同程度的裂缝，对这些裂缝出现的原因进行分析，并对系统对风机性能造成的影响加以概括。
一、裂缝原因分析（一）叶片结构风机轮毂的直径在700mm左右，单台风机轮毂上的叶片数量为14片，叶片的尺寸控制为260mm，叶尖弦长度为210mm左右，叶根厚度控制为19mm，叶片选择的是焊接的结构，叶身则是由两块厚度规格为2mm的钢板沿着周边实现焊接，叶片内部上下两端则使用加强筋来进行焊接，下端则是由叶身钢板和加强筋焊接在厚度为22mm的钢板兰盘之上，控制焊接区长度为100mm。
[1]14片叶片使用6只螺栓将其与风机轮毂实现连接。
（二）叶片断裂原因探讨1.叶片制造从风机制造以及叶片强度来分析，叶片焊缝的总负载要超过设计载荷，不会诱发强度断裂的现象。
叶片材料的硬度和金相组织相对正常。
但是，从金相和端口结果来分析，由于叶片叶身属于中空薄钢板和刚性较大的法兰盘之上，这种焊接属于单面角焊，叶片焊接内侧边缘可能出现焊瘤以及焊透等缺陷，导致内部边缘应力出现严重集中现象。
[2]使用常规性的表面PT探伤无法检查出焊缝存在的缺陷，超声波探伤以及磁粉探伤又因为叶片结构的影响难以顺利进行。
裂纹全部都是由内缘缺陷位置开始逐渐向四周扩散的疲劳断裂裂缝，所以，叶片结构以及焊接裂缝则是风机叶片出现断裂的主要原因。
风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理
风电机组叶片螺栓断裂原因分析及处理风电机组作为清洁能源发电的重要设备，其安全运行对整个电力系统的稳定运行具有重要意义。
在风电机组中，叶片是风力转换成机械能的关键部件，而叶片螺栓连接是叶片与主轴之间的关键连接，直接关系到风电机组的安全性和可靠性。
在风电机组的运行中，叶片螺栓断裂问题时有发生，给风电机组的安全运行带来严重隐患。
对叶片螺栓断裂原因的分析及处理显得十分必要。
一、叶片螺栓断裂原因分析1.设计问题风电机组的叶片螺栓是根据叶片的设计荷载和造型特征而确定的，若设计参数不合理，可能导致叶片螺栓承受超过其设计荷载而断裂。
设计问题主要表现在叶片结构及连接部分的设计不当，如螺栓直径、螺纹设计、叶片连接结构等。
2.制造质量叶片螺栓的制造质量关系到其机械性能和连接性能，如果材料质量不达标或者制造工艺存在问题，就会造成叶片螺栓在实际运行中出现断裂的情况。
制造质量问题主要表现在螺栓材料的选择和热处理工艺、表面处理等方面。
3.安装质量叶片螺栓安装时如果存在安装不当、紧固力不足、螺栓预紧力失效等情况，都可能导致叶片螺栓的断裂。
安装质量问题主要表现在叶片螺栓的紧固力和预紧力的调控、安装工艺及工装的选用等方面。
4.材料老化叶片螺栓在长期运行中，可能由于材料本身的老化导致机械性能下降，从而出现断裂问题。
影响材料老化的因素有很多，包括外部环境的影响、应力腐蚀因素、疲劳裂纹等。
5.运行条件风电场作为开放式风区，受到气候条件和外部环境的影响较大，如风速、温度、湿度、盐雾等，都可能对叶片螺栓造成影响，从而导致断裂。
风电场的易燃易爆、震动等特殊工况也会对叶片螺栓的断裂产生影响。
上述几个方面是导致叶片螺栓断裂的主要原因，对于这些原因，需要风电机组制造企业、风电场运维企业和相关专业机构合作，采取有效的措施加以解决。
二、叶片螺栓断裂处理措施1.提高设计质量风电机组叶片的设计是决定叶片螺栓断裂的关键因素，因此需要制造企业在研发和设计阶段加强技术力量投入，引进国际先进技术和规范，加强工程设计规范的制定，提高设计质量和合理性。
2024年5月4日7号机605风机叶片断裂事件报告
报告编号：2024-05-04-07-605报告日期：2024年5月4日报告人：XYZ（责任人）报告目的：分析和说明2024年5月4日7号机605风机叶片断裂事件的原因和影响，提出相应的解决方案和改进措施。
一、事件概要2024年5月4日，7号机605风机发生叶片断裂事件。
事件发生时，风机正在正常运行中，突然出现巨大声响和振动，导致叶片断裂并散落在周围区域。
事故导致的风机停机，同时引发了一系列安全隐患和生产中断问题。
二、事件原因分析经过对事件的调查和分析，我们得出以下原因：1.设计缺陷：风机叶片的设计存在问题，使用的材料强度不足，无法承受长时间高速旋转的负荷。
叶片的形状也不符合风机运行的流体力学原理，导致在高运行速度下易发生断裂。
2.制造问题：在风机叶片的制造过程中，存在一些制造缺陷，如焊接不牢，材料内部存在缺陷等。
这些问题进一步削弱了叶片的强度，在运行中容易发生断裂。
3.维护保养不到位：叶片的定期维护保养工作没有得到充分重视，导致叶片的磨损和疲劳程度加剧，从而加速了断裂的发生。
没有进行定期的叶片检查和修复，进一步加大了风机发生断裂的风险。
三、事件的影响1.安全风险：风机叶片的断裂导致了周围区域的隐患，如飞溅物、损坏设备、工人受伤等。
事故发生时，没有有效的应急措施，加剧了安全风险。
2.生产中断：风机的停机导致了部分生产线的中断，造成了产量下降和订单推迟交付等问题，对公司的运营和利润产生了负面影响。
3.声誉损失：由于事件的严重性和影响范围，公司的声誉受到了一定的损害，可能会影响公司的客户和合作伙伴关系。
四、解决方案和改进措施针对该事件的发生，为避免类似事故再次发生，我们提出以下解决方案和改进措施：1.设计改进：重新评估叶片的设计，并对叶片的材料和形状进行优化，确保其能够承受长时间高速旋转的负荷，并符合风机运行的流体力学原理。
2.制造质量控制：加强对叶片制造过程的质量控制，确保焊接牢固，材料无缺陷，从而提高叶片的强度和可靠性。
轴流送风机叶片断裂事故分析及对策
轴流送风机叶片断裂事故分析及对策摘要：本文通过对一起轴流送风机叶片断裂损坏事故的分析，认为风机叶片铸造类缺陷及风机选型裕量偏大是导致该事故发生的主要原因。
针对该起事故原因实施技改后，彻底改变了该轴流送风机的运行工况，保证了风机的安全可靠运行。
关键词：轴流风机；叶片断裂；铸造缺陷；可靠性引言电站锅炉送风机是火电厂的主要辅机，用来保证火电厂锅炉燃料燃烧所需要的空气量。
在正压通风方式的锅炉烟风系统中，可用以克服全部烟风道系统通风阻力，它的安全可靠性直接关系到电厂的安全经济运行。
不少锅炉风机都发生过动叶片断裂故障，其原因主要为材质缺陷及高周疲劳断裂，这是因为腐蚀损伤失效案例较为少见。
1 送风机叶片断裂事故1.1 送风机叶片断裂事故过程某超超临界锅炉配置的2台轴流送风机为ANN-3120/1600N型动叶可调轴流风机，送风机本体主要由转子部分、定子部分、轴承箱、液压调节系统、自动调节装置、联轴器等组成。
风机设置1级叶轮，配置26片可调动叶片，直径3120mm，可调范围15°～55°，不锈钢防磨板通过螺钉固定在铸铝合金叶片进气侧两边，以提高叶片防磨效果。
风机事故前机组负荷580MW，协调正常投入，锅炉氧量自动投入，A/B送风机动叶调节开度分别为32％和31％，电流为58A和55A，炉膛前墙上、中层，后墙中、下层4台制粉系统运行。
A送风机轴承水平/垂直振动突升至20mm/s，电流突升至67.2A，随后降至48.5A稳定；2台送风机出口风压分别由1.3kPa和1.2kPa快速降至0kPa，锅炉大风箱压力由0.3kPa快速降至-1.07kPa，炉膛负压快速降至-1070Pa，锅炉燃烧状况恶化，各运行磨煤机火焰监视强度信号减弱，炉膛火焰监视开关量信号消失，全炉膛火焰丧失，锅炉MFT保护动作。
1.2 风机运行工况风机在低负荷运行时动叶调节开度只有20%（已采取逻辑限制，否则开度会更小），已进入不稳定区运行，在该工况运行对风机会造成一定损坏[1]。
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轴流风机叶片断裂的原因以及系统对风机性能影响分析
作者：徐俊
来源：《科技风》2016年第07期
摘要：随着现代经济社会的不断发展，机械研究和机械使用在多个领域中都发挥着不可替代的优势，本文就轴流风机叶片出现断裂的原因加以分析，并对这种断裂导致的系统对风机性能造成的影响进行分析，制定出可以运用的措施，保证轴流风机能够实现安全运行。
关键词：轴流风机；叶片断裂；风机性能影响
目前轴流风机系统内部选择的风机一般控制风量为80000m3/h，风压控制在2300Pa左右，其配套电机功率控制在110kW左右。
在对其进行检测时发现部分叶片出现了不同程度的裂缝，对这些裂缝出现的原因进行分析，并对系统对风机性能造成的影响加以概括。
一、裂缝原因分析
（一）叶片结构
风机轮毂的直径在700mm左右，单台风机轮毂上的叶片数量为14片，叶片的尺寸控制为260mm，叶尖弦长度为210mm左右，叶根厚度控制为19mm，叶片选择的是焊接的结构，叶身则是由两块厚度规格为2mm的钢板沿着周边实现焊接，叶片内部上下两端则使用加强筋来进行焊接，下端则是由叶身钢板和加强筋焊接在厚度为22mm的钢板兰盘之上，控制焊接区长度为100mm。
[ 1 ]14片叶片使用6只螺栓将其与风机轮毂实现连接。
（二）叶片断裂原因探讨
1.叶片制造
从风机制造以及叶片强度来分析，叶片焊缝的总负载要超过设计载荷，不会诱发强度断裂的现象。
叶片材料的硬度和金相组织相对正常。
但是，从金相和端口结果来分析，由于叶片叶身属于中空薄钢板和刚性较大的法兰盘之上，这种焊接属于单面角焊，叶片焊接内侧边缘可能出现焊瘤以及焊透等缺陷，导致内部边缘应力出现严重集中现象。
[ 2 ]使用常规性的表面PT 探伤无法检查出焊缝存在的缺陷，超声波探伤以及磁粉探伤又因为叶片结构的影响难以顺利进行。
裂纹全部都是由内缘缺陷位置开始逐渐向四周扩散的疲劳断裂裂缝，所以，叶片结构以及焊接裂缝则是风机叶片出现断裂的主要原因。
2.风机运行状况影响
因为这些风机安装的空间尺寸要能够达到紧凑的要求，因此要能够控制额定风量在80000m3/h左右，额定的风压则控制在2300Pa左右，所设计选择了轴流的风机。
但是，结合风机性能的曲线来分析，其提供的最大全压在2400Pa之下，并且和设计额定工况点之间具有100Pa的余量。
[ 3 ]若管网实际的阻力超过了设计阻力、管网在实际运行过程中出现其他问题，则风机实际运行工况则难以加入到不稳定区域。
在对管网系统加以检查之后不难发现，轴流风机进口区域1m处属于空气冷却器，前后设置突拓突缩变径管，这就可能让系统局部阻力增加，对于轴流风机进气气流组织造成不利影响，减少有效通风面积。
结合现场风机单体调试所得到的实测数据，在消除密闭隔离阀的前提下要能够对系统风机的风压进行测量。
如果考虑到密闭隔离阀的实际阻力降、密闭隔离阀阀板伸入到90°弯头诱发阻力降低的现象。
实际系统阻力值则可能超过设计规定内的阻力值。
所以，风机实际运行也是进气流不均匀的条件下实施。
通过上述的分析研究之后不难发现风机叶片断裂的原因包括风机运行的区域不够稳定、风机叶片受到结构疲劳强度较大交变应力的影响，作用在叶片强烈应力集中的位置，也就是焊接角度因为焊接缺陷诱发的疲劳断裂的现象。
二、系统对轴流风机性能造成的影响
对系统特性曲线进行分析不难发现，其构成包括适当系统附加阻力系数、气流阻力等，精确地对系统的连接、气流阻力进行确定显得十分重要。
所以，要能够选择风机达到必要的压力条件，当风机安装在系统上面才能够保证风机达到设计流量的需求。
若对系统阻力进行精确确定、选择正确科学的风机，则其性能曲线就会在管网系统特性曲线的100%的流量点。
[ 4 ]若系统实际阻力超过设计阻力要求，为了能够克服系统阻力风机风压升高的现象，则风量逐渐降低，系统曲线和风机性能曲线的交叉点向风机性能超过起始点之后，风机就会在不稳定工况内部运行；若系统实际阻力低于设计阻力，曲线和风机性能曲线的交叉点就会朝着风机性能曲线右端移动，其实际运行风压会低于设计数值，风量则超过设计数值。
系统阻力超过风机设计风压数值，其风量就会逐渐降低，单台风机运行进入到不稳定的工况区域，则可能诱发单台机叶轮旋转出现脱落，诱发其出现喘振现象，在系统中并联的其他同特性风机也可能出现抡风问题，让风机叶片在短时间内出现断裂。
三、整改措施分析
一般情况下的轴流风机要想实现安全运行，除了要能够保证风机本身结构达到合理要求之外，其安装以及制造质量也要符合技术要求，并且让一切运行的工况都不会再不稳定工况区域内产生。
首先，要能够对风机叶片制造工艺、焊接工艺、以及设计结构进行变更，并且做好焊缝检验工作，从样机试验、理论计算、运行业绩等不同的方面对方案加以整改；其次，做好系统管道修改工作，增加风道弯头导流叶片、静压箱等，减少系统管道受到的阻力，重新核算系统阻力数值；[ 5 ]最后，要能够增加系统风机运行的实际监控措施，这一系统风机仅出扣风压
能够在PLC机上面得到显示，其他风机运行的参数难以显示。
因此，需要对重要系统的风机进行监测，对风机的运行状况进行监控，保证其运行安全不受到影响。
四、结语
轴流风机叶片断裂将会对系统的实际运行造成直接的影响，通过对叶片断裂的原因进行分析、系统对风机性能造成的影响进行分析之后提出相应的应对措施，从而减少轴流风机叶片断裂现象的出现，保证系统的顺利进行。
参考文献：
[1] 曹晖.轴流风机叶片断裂原因分析及改进措施[J].流体机械，007，8：39-42.
[2] 周凯.直接空冷机组空冷岛轴流风机叶片断裂分析[J].华电技术，2014，02：65-68+81.
[3] 李俊，叶学民，王松岭.电站轴流风机常见故障及处理措施[J].发电设备，2008，03：231-236.
[4] 孙峰.对旋风机叶片断裂事故分析[J].风机技术，2014，06：90-96.
[5] 宋文强.动叶可调式轴流风机叶片断裂原因分析[J].广西电力，2015，04：72-74.。