汽轮机叶片断裂的原因

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汽轮机叶片断裂分析与解决方案

汽轮机叶片断裂分析与解决方案广西机械高级技工学校广西柳州摘要：分析汽轮机叶片断裂问题，找出最佳解决方案。

关键词：汽轮机叶片断裂修理方案1.概述柳州某纸业公司是专业的纸浆生产企业，其热电分厂的主要生产设备是锅炉和汽轮发电机组，实行热电联产，为企业提供蒸汽和电力供应，分厂中的一台C6-35纯凝汽轮发电机在进行大修，揭盖检查后发现转子次末级叶片的一片动叶片断裂缺失，把转子吊出检查后，在缸体内发现了掉落的半截叶片。

2.汽轮发电机大修前运行状况与叶片断裂时间判断2.1汽轮机在大修前基本处于长期稳定运行状态，从运行记录了解到，机组运行的进汽量和所带负荷都控制在规程要求范围内。

蒸汽压力和温度也符合要求，基本排除机组外因造成叶片断裂。

进汽量基本维持30吨，负荷4300～4500kwh，蒸汽压力3.4MPa左右，温度425℃左右。

2.2外观检查观察转子，除断裂叶片外，其余部分外观完整。

断裂叶片的断口已有锈迹，基本和转子其余部分表面锈迹一致，没有太大差异。

由此可知断裂时间比较长。

通过查阅机组日常巡检记录发现，在本次大修前4个月，机组振动值偏大，由原来的0.05mm变化为0.09mm，略高于正常值（正常值为0.03mm～0.07mm），此后基本维持在0.09mm左右。

由此判断，叶片断裂脱落时间应该在大修前4个月。

3.叶片断裂的原因分析与讨论由于转子整体外观基本正常，除断裂叶片所处次末级叶轮有轻微刮痕外，其余各级叶轮无明显外伤。

另外，在缸体内部和机组冷凝器内部也没有发现其他异物，基本可以分析叶片断裂原因是：（一）断裂叶片在制造时本身材料内部有缺陷，估计有细微裂纹，在转子长期负荷工作中逐渐发展扩大所致。

但由于机组运行年限将近30年，加上对转子其他叶轮叶片进行探伤检查没有发现其他叶片存在裂纹，所以这个原因可能性最大。

（二）机组在5年前进行过一次大修（正常大修周期为24～36个月），但修理项目中没有对叶轮叶片进行探伤检查，可能存在修理过程中发生外力损伤叶片的因素（如吊装碰撞），造成叶片产生裂纹，最后断裂脱落。

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?。

5号汽轮机叶片断裂原因分析

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ＺＨＡＮＧＹａ一ｇｈ，ＨＡＮＨｏｎｇ－－ｚｈｉ，ＸＵ－ｎｉｎｇ。
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ，１１００１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＩＡａｏｙａｎｇＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＣｏｍｐａｎｙＩＡｍｉｔｅｄ，Ｉ．ｉａｏｎｉｎｇ，Ｌｉａｏｙａｎｇ，１１１００３，Ｃｈｉｎａ）
一
个腐蚀疲劳断裂过程。
［３２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［Ｊ］．热力发电，２００３，１２：４７．
ＦｒａｃｔｕｒｅＣａｕｓｅＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＢｌａｄｅｓｏｆｔｈｅＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅＮｏ．５

200MW汽轮机末级叶片断裂原因分析

ｂａｅｗｓｎｙｅａｄｂｅｖｄｙｌｄａａａｚｄｎｏｓｒｅｂｍｅｓｆｌｎａｏｍｅａｌｒｉａｍｉｒｓｏｅｅｔｔｌｇｃｕｌｃｏｃｐｔｓ，ｍｅｈｉａｐｏｅｔｓｅｔｌｍｅｔｃａｃｌｒｐｒｅｔｓ，ｅｅｎａｎｉｌｃｍｐｓｔｎａａｙｉａｄｍａｒｅｔｓａｎｎｌｃｒｎｍｉｒｓｏｙｔｇｔｅｉｈｅｅｇｉｐｒｉｅｓｅｔｏｔ．Ａｎｙｔｏｏｉｏｎｓｎｃｏｔｓ，ｃｎｉｇｅｅｔｏｃｏｃｐｏｅｈｒｗｔｎｒｙｄｓｅｓｖｐｃｒｍｅｒｉｌｓｙｌａｓｓｂｌｅｅａｅｆａｔｒｕｆｃ￥ｔｐｃａｉｕ－ｒｃｕｅ；ｒｃｏｒｅｗａｏａｅｈｔａｓｅｏｅｂａｅａｏｅｉｖｄｔｔｈｒｃｕｅｓｒａｅｗａｙｉａｆｔｅｆａｔｒｃａｋｓｕｃｓｌｃｄｉｔｅｓｅｍｉｆｈｌｄｔｍｅｈｔｌｇｔｎｄｔｓ
摘要：对某火力发电厂２００ＭＷ汽轮机末级叶片断裂原因进行分析。通过金相检测、学性能检测、力化学元素成分分析及对断口的宏观检查、扫描电镜和能谱分析，认为断口为典型的疲劳断口，纹源位于叶片出汽侧某点状蚀裂坑处，由于水蚀区域造成应力集中，且叶片材料韧性偏低，在Ｓ元素成分偏析，以机组运行过程中，并存所在交变应力和残余应力的共同作用下导致疲劳裂纹的产生和扩展，使叶片最终断裂。

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析摘要：在工业生产中，汽轮机作为重要设备，与工业生产有着密切的关系。

为了保障工业良好生产，需要保障汽轮机稳定运行，本文以汽轮机叶片为例，分析汽轮机叶片断裂的故障和原因，然后根据具体原因提出建设性防治措施，降低汽轮机叶片断裂发生的概率，从而保证汽轮机稳定运行。

关键词：汽轮机；断裂；故障诊断；处理引言汽轮机在工业生产中占有重要的地位，直接关系着工业是否能够稳定生产，因此在实际生产中需要保证汽轮机稳定运行。

但在实际中，由于工作环境等因素，汽轮机在运行过程中经常会出现叶片断裂的情况，严重影响了汽轮机正常运行，给工业生产带来了不良的影响。

基于此，需要对汽轮机叶片断裂问题展开探究，分析叶片断裂出现的原因，然后制定有效的解决措施。

1汽轮机叶片发生断裂故障的现象及原因1.1汽轮机叶片发生断裂故障的现象当汽轮机叶片发生断裂故障时，会伴随着以下一些现象发生，技术人员可以根据这些现象来判断汽轮机叶片是否出现断裂，其中具体内容有以下几点：①当听到汽轮机内部或凝汽器内部出现金属碰撞的声音，则表明有异物进入到汽轮机内部或者凝汽器内部，而汽轮机一般都有做密封处理，因此外来异物进入可能性比较低，很有可能就是汽轮机叶片发生断裂；②机组突然出现激烈的振动或者振幅突然增加，则可以检查汽轮机叶片情况，观察其是否出现断裂的问题；③当出现倒止门卡涩的情况，可以检查是否是汽轮机断裂的叶片进入到抽气管中引起的[1]；④当在盘车时，听到设备里面有金属摩擦声音，这也有可能是汽轮机叶片发生断裂引起的；⑤当汽轮机叶片出现损伤时，相同载荷下，蒸汽流量会变大，而且监控区段的压力也会增大。

1.2汽轮机叶片发生断裂故障出现原因工业汽轮机叶片发生断裂故障是多方面因素引起的，因此在对汽轮机叶片断裂故障进行处理，需要确定故障发生的原因，其中比较常见的原因有以下几点。

第一，机械损伤。

在汽轮机运行时，如果有外来的杂质随蒸汽进入汽轮机内，就会给叶片造成损伤。

某电厂汽轮机中压缸叶片大量断裂原因分析

化皮薄，这是由于叶片材料含ｃｒ量远高于焊缝金属，其抗氧行化性能优于后者。
３结语
静叶片受到由内环传来的撕扯力而脱落，进而造成最终的大
面积损坏。
压缸叶片大量断裂是由于第一级静叶与隔板的结构焊缝处出现微裂纹，裂纹缓慢扩展、静叶片脱落，使隔板失稳，隔板内环向出气侧位移，与第一级动叶叶根发生摩擦，把第一级动叶片全部损坏脱落，波及其他级动静叶片
（编辑：王慧芳）
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＲｅａｓｏｎｓｏｆＶａｎｅＦａｉｌｕｒｅｉｎＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＣｙｌｉｎｄｅｒｏｆＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅｏｆＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｓＷＡＮＧＸｉｎｇ—ｙｉ，ＨＵＡＮＧＣｈｕｎ—ｄｅ，ＧＡＯＹｉ —ｂｉｎ，
ｐｉｍａｒｒｙｓｔａｔｉｃｂｌａｄｅｓａｎｄｓｅｐｔｕｍ．Ｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｎｄｓｔａｔｉｃｌｅａｆｆｌｌａｉｎｇｏｆｍａｋｅｄｉａｐｒａｈｇｍｉｎｎｅｒｉｎｒｇｔｏｖｅｎｔｔｈｅｌａｔｅｒｌａｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｎｄａｒｕｂｔｏｐｒｉｍａｒｙｍｏｖｉｎｇｂｌａｄｅ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｍｏｖｉｎｇｂｌａｄｅｓｆａｌｌｏｆｅｎｔｉｒｅｌｙｎｄａｓｅｃｏｎｄａｒｙｎｄａｔｅｒｔｉａｒｙａｃｔｉｏｎｖｎｅａａｒｅｄｍａａｇｅｄ．

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析摘要：由于机组设计、制造精度和正常运行等技术问题，汽轮机组在运行过程中，叶片断裂等事故时有发生。

叶片本身的断裂和二次损坏直接威胁到汽轮发电机组的安全稳定运行。

基于此本文就汽轮机叶片断裂故障诊断及处理进行阐述，以供参考。

关键词：汽轮机组;叶片故障;故障诊断;故障诊断系统;1汽轮机叶片断裂机理1.1工作温度对汽轮机叶片的影响在汽轮机叶片处于工作状态中，叶片特别是动叶片，一般会工作在非常恶劣的条件里，例如，温度和热应力，就会导致叶片受到电化学腐蚀和水珠的侵蚀，正如人们都知道的电化学腐蚀是这些腐蚀中最严重的，电化学腐蚀甚至会损害汽轮机叶片，使叶片会出现裂纹。

有时候，汽轮机叶片需要在特定的高温环境下工作，这对于汽轮机叶片来说是最需要克服的困难。

汽轮机各阶段的叶片在运行过程中的温度不同，首先，前一阶段的叶片处于高温状态，随后的各个阶段叶片的温度会逐渐下降，直至最后一阶段的温度也会下降，最后一阶段的叶片中会有大量的水分，这些水分凝结成水珠，然后撞击汽轮机的动叶片，导致严重水蚀现象发生。

1.2应力状态对汽轮机叶片的影响汽轮机启动时，其下方的风机叶片通常会受到一些大面积的热静应力和热交变应力。

高静应力是因为发电机转子叶片在旋转操作期间需要在叶片方向上承受较大的机械离心力而旋转。

汽轮机旋转叶片旋转越长，转子叶片的最大速度应力变化越大，承受的离心力越大，产生的拉应力越大。

此外，在实际工作或循环使用期间，汽轮机转子上总会有一定量的高温蒸汽流。

在这些巨大高压蒸汽流的强烈作用下，将带来汽轮机巨大的高温压力流，叶片表面也将承受自然运动产生的具有一定强度的径向弯曲应力场和径向扭转。

当该振动的波频与汽轮机叶片上产生的固有振动波频完全一致时，叶片将在该径向激振力场产生的强大作用下被迫弯曲和振动，一定频率振幅变化的电磁共振现象会自动发生，振幅会增加，交变应力会逐渐增加，导致汽轮机叶片因过度疲劳而断裂。

汽轮机调节级动叶片断裂事故分析及处理

１３叶片断裂原因初步分析．
厂家对事故叶片进行了整级更换。更换时根据断叶片事故分析对叶片成组焊接剖口结构进行了改进，并增加了叶根侧
部剖口焊。２００４年８月５日，２号机组振动再次出现异常，次停再机开缸检查，发现第１级动叶片（调节级）又有３处共６片从
共振，导致叶片中的动应力过大，造成疲劳破坏。第二次采用２片成组，加叶根匹配面焊接，免第一增避阶切向振动模态的共振，轴向振动频率与激振力频率的避开率也有所改善，但轴向振动频率与激振力频率的避开率仍不是很大。焊接的热影响区造成叶片材料抗疲劳的能力降低
０前
言
某发电厂有两台５ＭＷ汽轮发电机组，组型号为Ｃ００机５
—
该机组调节级动叶片材料为１ｒ１Ｖ，圆直径１０ＣｌＭｏ节０１锄，叶片数１６，５个汽道高度３ｒ叶片宽度３ｒ叶根采５ｍ，ａ５ｍ，ａ用Ｇ２型Ｔ型叶根，ｒ２叶片顶部自带围带，２片叶片成组，采用上、Ｖ型剖口焊接，下围带焊接前厚８ｍ，口深６５ｍ剖．ｍｍ，叶片安装好后，围带加工至中间９ｍ宽，．ｒｎ两侧厚ｍ厚６１ｉ，ａ
ＡｂｔａｔＴｅｆｕｔ￣ａｏｓｏｖｎｌｄｓｃｉｐｎｆｔａｔｒｉｅｇｖｒｉｇｓａｅｗｅｅａｌｙｅｎｔｄｅａｄｂｓｄｓｒｃ：ｈｌｌｓｎｆａｍｏｉｇｂａｅｒｐｉｇｏｅｍｂｎｏｅｎｎｔｇｒＩｌｚｄａｄｓｕｉｎａｅｓｕａｄ，Ｏｌｈｎｔｓｔ，ｅｐｐｒｃｏｓｅｓｎｂｅｓｈｍｏｆｔａｍｅｔｉｔｅｕｉｔｅｔａｅｈｏｅｒａｏａｌｃｅ￣ｏｅｔｎ．ａｈｄｒＫｅｒｓｓ鞠帅ｔｒｉｅｂａｅｒｐｉｇｓｈｍｅｆｔｅｔｎｙｗｏｄ：ｌｕｂｎ；ｌｄｓｅｉｐｎ；ｅｅｅｏｒａｍｅｔ

汽轮机叶片断裂故障诊断及处理分析

图1 汽轮机高压转子气流受力分析图汽轮机启动时，其下方的风机叶片通常会受到一些大面积的热静应力和热交变应力。

高静应力是因为发电机转子叶片在旋转操作期间需要在叶片方向上承受较大的机械离心力而旋转。

汽轮机旋转叶片旋转越长，转子叶片的最大速度应力变化越大，承受的离心力越大，产178研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断中国设备工程 2022.12 （下）术。

刀片错误模式也可以直接以刀片错误树的形式表示。

3.2 叶片故障诊断系统（1）汽轮机叶片裂纹检测是旋转机械故障诊断的重要组成部分，在国内外得到了广泛的研究。

目前，国外已经开发了基于声多普勒信号的刀具裂纹缺陷监测系统。

该系统沿叶轮圆周布置两个高灵敏度传感器，在激光鉴相器的控制下采集叶片振动的声信号，利用裂纹扩展引起的叶片频率波动引起的共振事件监测叶片振动的产生，并采用时域同步平均值来降低噪声，在国内外已有较多的研究。

目前，国外已研制出一套基于多普勒信号的刀具裂纹检测系统。

这个系统将在叶轮周围设置两个高灵敏度的传感器，通过激光鉴相仪对叶片的振动进行检测，从叶片缠身过的机理入手监测叶片产生振动的过程并对其进行时间同步处理，然后利用平均值降低噪声。

（2）在美国西屋公司研究小组的支持下，研制了一种基于双探头叶片结构的汽轮机振动和不平衡振动接触试验监测与补偿检测装置，并成功应用。

它不仅可以直接、连续地测量汽轮机叶片向顶部水平方向的平衡同步偏转，还可以对不平衡同步旋转偏转振动和扭转振动进行现场综合评价，分析汽轮机叶片和汽轮机自身的各种机械损伤和变形，评估汽轮机叶片修复最佳方案的优缺点，并在调整和设计后进一步检查叶片结构的性能。

3.3 叶片故障诊断技术的发展趋势随着国内计算机技术基础理论研究方向的进一步发展，计算机辅助系统监测与分析手段逐渐被越来越广泛地应用于叶片系统的各种故障检测、分析、诊断和监测技术中，通过采用各种计算机信号检测以及计算机识别的新方法，大大提高了系统监测和处理的质量，以及系统监测和诊断工作过程中信息的动态可靠性。

汽轮机叶片断裂事故原因分析及完善化改造

【关键词】汽轮机调节级
Ｉ前言
叶片断裂
完善化改造
㈢振动特性与分析第二次断叶片后，调节级叶片振动特性进行了测量。量结果对测调节级叶片一一叶轮系统振动
ＧＳ电厂８号汽轮机系某汽轮机厂生产的Ｃ０、３ｌ２Ｃ级３ｍｍ叶片改造投产后运行８０小时于２０ｌ９０３年ｌ１月２日第一次发生损坏，落８片，号为：２、３２２、８、Ｏ、ｌ４断编２２、４、５４７７、７号叶片，换装拆卸叶片时又发现裂纹４、８、３、９、０、９号叶２１３３５８
叶轮 — — 叶片系统振动ｍ＝４或ｍ＝时轮系频率与喷嘴扰力频５率Ｎｅ避开较小。Ｚ㈢叶片损坏原因分析
００、２
０ｂ
６％５
１％ｌｒ
Ａｕｋ
１１１８５４
１３１４８７１２１２８８
进行了分析，据机组在设计上存在的问题，过仔细研究后提出了完善化改造方案并实施。实施后效果显根经
著。除了汽轮机调节级断叶片安全隐患。对于汽轮机设计制造及汽轮机增容降耗改造提供了借鉴。根
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一
中国高新技术企业

汽轮机叶片裂断原因与防范措施

算：
ｔＢ／＝ＣＬ（）２
轴承箱处加垫要根据车轮的偏斜方向而定，如果车轮向右
偏，在左边加垫；反之，则在右边加垫。
式中：
—
车轮轴承箱的中心距；
－Ｋ７平偏斜值；
加垫调整时垫的厚度按下式计算：
ｔＢ／＝ａＬ（）１
￡一测量长度。
设备安全涉及的损失和影响较大。本文对次高温次高压
２Ｍｗ初钼过渡区末三级叶片裂断情况进行分析并提出防范５
为了校正车轮的垂直偏斜值ｎ，应在角形箱与水平定位
键或水平定位键与端梁弯板间加垫来解决。在车轮的哪边
加垫，加垫位置视偏斜方向而定，垫的厚度 ‘ 下式计按
汽轮机叶片裂断原因与防范措施
谭金生
（河北金牛能源股份有限公司，河北邢台０４０）５１０
摘
要：汽轮机的动叶片是受蒸汽推动力和转子高速转动产生离心力的通流部件，其本身几何形状和安
装方式存在着固有的振动频率，在设计、制造、运行中动应力、离心力超标或产生共振疲劳，将会导致
附近。
６改进疏水系统使其管道、联箱、器的断面或容积．容适应疏水量的需要，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
（）凡１级出事故机组，均有明显水击史，有的机组３１叶片出汽边近根部已局部变形，呈波折线。（）大多数事故机组因电网周波变化较大而引起。４

叶片断裂现象

叶片断裂现象
(1)汽轮机内部或凝汽器内部产生突然的声响；
(2)机组振动，包括振幅和相位均产生明显的变化，有时还会产生瞬间强烈的抖动。

这是由于叶片断裂，转子失去平衡或摩擦撞击造成的。

但有时叶片的断落发生在转子的中部，并未引起严重的动静摩擦，在额定转速下也未表现出振动的显著变化。

但这种断叶片事故，在启停过程中的临界转速附近，振动将会有明显的增加。

(3)当叶片损坏较多时，将使通流面积改变，在同一个负荷下蒸汽流量，调速汽门开度、监视段压力等都会发生变化，反动式机组尤其表现突出。

(4)若有叶片落入凝汽器时，通常会将凝汽器铜管打坏．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然增大很多，凝汽器水位增高，凝汽器水泵马达电流增大。

(5)若抽汽口部位的叶片断落，则叶片可能进入抽汽管道，造成抽汽逆止门卡涩，或进入加热器使加热器管子破坏，加热器水位升高。

(6)在停机惰走过程或盘车状态下，听到金属摩擦声，惰走时间减少。

(7)转子失落叶片后，其平衡情况及轴向推力要发生变化，有时会引起推力瓦温度和轴承回油温度升高。

汽轮机叶片断裂的原因

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、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、长期疲劳损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、高温疲劳损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。

汽轮机叶片断裂案例分析-091229

大型汽轮机叶片事故原因分析在火电厂、核电厂机组运行过程中，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、满发。

汽轮机叶片事故长期困扰电厂机组的安全经济运行。

从国内统计数据看，叶片损坏事故占汽轮机事故的30%。

叶片损坏的位置，从围带到叶根都有。

据日本历年的统计资料，各部位出现损坏的百分率见表1。

此外，汽轮机各级叶片的损坏机会是不均匀的，据美国对50台大型机组的统计，叶片事故几乎全发生在低压缸内，其中末级占20%，次末级占58%，而且集中区是高压第一级，即调节级。

据日本的统计，也有20%的事故发生于此。

因此，在汽轮机设计和运行时，均应注意这些部位。

叶片损坏的原因是多方面的，可以从不同角度加以分析。

例如，从发生的机理区分，60%～80%的损坏原因是振动；从责任范围区分，可归纳为设计、制造、安装、运行和老化等。

在实际工作中，如果能及时找出主要原因，掌握叶片事故前后的征兆，采取相应措施，就能避免事故的发生，提高机组的使用寿命和安全可靠性。

1、近年来大型机组叶片损坏概况从近年来发生的17例叶片故障统计中，笔者分析了上海汽轮机有限公司、哈尔滨汽轮机有限责任公司、东方汽轮机厂、北京重型电机厂(表中简称上汽、哈汽、东汽、北重)生产的以及美国、日本、前苏联和欧洲一些国家引进的200 MW以上超高压、亚临界及超临界压力大功率汽轮机叶片故障。

这些故障造成叶片损坏的形式分为损坏(丧失基本功能，危及安全)和损伤(降低经济性，能安全使用)。

叶片损坏形式：折断、裂纹、扭弯、二次损坏及其它；叶片损伤形式：蜂窝状、开焊、麻点、锈蚀、擦伤。

2、叶片故障原因分析2.1 叶片故障的特点(1) 叶片故障发生在低压缸的有13例，占统计总数的82.35%，而末级叶片损坏又为多发部位，有9例，占统计总数的52.94%，调速级有2例，占统计总数11.76%，中间级所占比例很小。

汽轮机叶片损坏原因及预防

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。２５真空过高或过低。真空过高时，．２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。２．．２６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，机进水的可能性更有所增加，汽轮蒸汽与水一起进＾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。２２机组振动过大。起动、．２停机与增减负荷时操作不当，如改变速度太快，过大等，胀差使动静部分发生摩擦，叶片损坏。导致２．机后主汽阀关闭不严而未开启疏．８停２水阀，有可能使蒸汽漏人机内，引起叶片腐蚀等。３防止叶片断裂和损坏事故的发生３．１在运行管理，特别是电网频率的管理方面，应采取以下措施：３．网应保持在定额频率和正常允许．１电１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。３２避免机组过负荷运行，别是防止既．１特是低频率运行又是过负荷运行。对于机组的提高出力运行，须事先对机组进行热力计算和必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。３３加强运行中的监视。机组起停和正常．１运行时，必须加强对各运行参数（例如汽压、汽

汽轮机事故案例

汽轮机事故案例汽轮机是一种常见的热力机械设备，广泛应用于发电厂、化工厂等工业领域。

然而，由于各种原因，汽轮机事故时有发生，给生产安全和人员生命财产造成严重威胁。

下面我们就来看几个汽轮机事故案例，以便引起大家的重视和警惕。

案例一，某发电厂汽轮机事故。

某发电厂的汽轮机在运行过程中突然发生爆炸，造成了严重的人员伤亡和设备损坏。

经过调查，事故原因主要是由于汽轮机叶片疲劳断裂，导致叶片脱落并撞击其他部件，最终引发爆炸。

而叶片疲劳断裂的原因则是由于长期高负荷运行和缺乏定期检修保养所致。

这一事故给发电厂带来了巨大的经济损失，也给相关责任人敲响了警钟。

案例二，化工厂汽轮机事故。

某化工厂的汽轮机在运行过程中出现了异常振动和噪音，随后发生了严重的事故。

经过调查，事故原因是汽轮机轴承故障导致的。

而轴承故障的原因则是由于长期高速运转和润滑不良所致。

这一事故不仅给化工厂造成了严重的设备损坏，还给周围环境和人员的安全带来了威胁，引起了社会各界的高度关注。

案例三，某船舶汽轮机事故。

某船舶的汽轮机在航行中突然发生了故障，导致船舶失去动力，险些造成触礁事故。

经过调查，事故原因是汽轮机控制系统故障导致的。

而控制系统故障的原因则是由于长期使用和维护不当所致。

这一事故给船舶的航行安全带来了严重威胁，也给船员和乘客的生命财产造成了潜在危险。

综上所述，汽轮机事故的发生往往与长期高负荷运行、缺乏定期检修保养、润滑不良、控制系统故障等因素有关。

因此，我们在使用和维护汽轮机时，务必加强对设备的监测和管理，定期进行检修保养，保证设备的安全稳定运行，以防止事故的发生，确保生产安全和人员的生命财产安全。