大型汽轮机叶片事故原因分析通用范本

内部编号：AN-QP-HT596

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The Production Process Includes Determining The Object Of The Problem And The Scope Of Influence, Analyzing The Problem, Proposing Solutions And Suggestions, Cost Planning And Feasibility Analysis,

Implementation, Follow-Up And Interactive Correction, Summary, Etc.

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大型汽轮机叶片事故原因分析通用范

本

大型汽轮机叶片事故原因分析通用范本

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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。

(2) 运行维护方面的问题是近期引起叶片损坏的主要原因。由于1996年以来大部分地区电力负荷需求不旺，致使大机组长期在低负荷下运行。而许多大机组末级叶片按常规基本负荷设计，没有考虑调峰运行和高背压运行的需要，在小容积流量下长期运行的性能及对寿命损耗的影响难以确定。由于当时技术水平的限制，叶片未能按三元流方法设计，因而气动性

能较差。末级反动度沿叶高变化剧烈，叶型顶部的反动度大，底部的反动度小。后者愈小，在部分负荷运行时愈容易产生脱流，进而增大叶片动应力响应，并产生出汽边水冲蚀。这使末级叶片运行环境更差，叶片更容易出故障。

(3) 引进机组叶片损坏多为叶片设计制造问题。

(4) 调节级动叶及喷嘴受固体粒子冲蚀严重，由于不影响安全运行，没有引起足够重视，但它直接影响机组效率。

2.2 叶片损坏原因

2.2.1 设计原因

(1) 叶片振动特性设计不准，使叶片及轮系发生共振，而引起叶片断裂。占统计总数的23.53%；

(2) 叶片设计动强度不足，使叶片出现故障。占统计总数的17.65%。

2.2.2 制造原因

制造方面引起的叶片事故最多。如叶片装配的问题，还有机械加工的问题，占统计总数的58.82%。

2.2.3 运行原因

运行方面引起的叶片故障也不少。如水蚀、水击、蒸汽参数低、湿度大、长期高周波、低负荷运行、频繁启停、汽水品质不好等，占统计总数的35.29%。

2.2.4 检修原因

检修方面引起的叶片故障有更换叶片未按规程进行，占统计总数的11.76%。

2.2.5 叶片材料原因

叶片材料缺陷，造成叶片损坏的有：材质不良、选材不当、材料热处理不当，占统计总数的17.65%。

3 防止叶片损坏事故的措施

3.1 用户应作好对制造厂的叶片监造工作，对机械加工、装配、检查和试验等，特别是装配的质量，应层层把关，把存在的问题消灭在萌芽状态，保证出厂产品质量优良。

3.2 安装过程中，要对叶片外观进行检查，对叶片频率进行复测，以检查制造厂提供叶片频率数据的真实性并建立叶片技术档案。为了防止损坏叶片，在汽、水系统的设计、安装过程中，应布置合理的疏水系统。

3.3 机组运行操作，必须严格按制造厂及运行规程所规定的程序进行，杜绝错误的运行