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汽輪機(jī)葉片損壞事故及預(yù)防

  
評論: 更新日期:2010年12月13日

  中間再熱式汽輪機(jī),參數(shù)高、容量大、汽缸數(shù)目多,又有內(nèi)外缸之分,因此汽缸和轉(zhuǎn)子的膨脹關(guān)系比較復(fù)雜。汽輪機(jī)通流部分的磨損,一般發(fā)生在機(jī)組啟、停和工況變化時,產(chǎn)生磨損的主要原因是:汽缸與轉(zhuǎn)子不均勻加熱和冷卻;啟動與運行方式不合理;保溫質(zhì)量不良及法蘭螺栓加熱裝置使用不當(dāng)?shù)?。動靜部分在軸向和徑向磨損的原因,往往很難絕對分開,但仍然有所區(qū)別。在軸向方面,沿通流方向各級的汽缸與轉(zhuǎn)子的溫差并非一致,因而熱膨脹也不同。在啟動、停機(jī)和變工況運行時,轉(zhuǎn)子與汽缸膨脹差超過極限數(shù)值,使軸向間隙消失,便造成動靜部分磨損,在消失的時候,便產(chǎn)生汽封與轉(zhuǎn)子摩擦,同時又不可避免地使轉(zhuǎn)子彎曲,從而產(chǎn)生惡性循環(huán)。另外,機(jī)組振動大和汽封套變形都會引起徑向摩擦。通流部分磨損事故的征象和處理如下:轉(zhuǎn)子與汽缸的相對脹差表指示超過極值或上下缸溫差超過允許值,機(jī)組發(fā)生異常振動,這時即可確認(rèn)為動靜部分發(fā)生碰磨,應(yīng)立即破壞真空緊急停機(jī)。停機(jī)后,如果脹差及汽缸各部溫差達(dá)到正常值,方可重新啟動。啟動時要注意監(jiān)視脹差和溫度的變化,注意聽音和監(jiān)視機(jī)組的振動。如果停機(jī)過程轉(zhuǎn)子惰走時間明顯縮短,甚至盤車啟動不起來,或得盤車裝置運行時有明顯的金屬摩擦聲,說明動靜部分磨損嚴(yán)重,要揭缸檢修。

  1 常見葉片事故發(fā)生時的征象、原因及預(yù)防措施

  葉片斷落的征象 汽輪機(jī)在運行中發(fā)生葉片斷落一般有下列現(xiàn)象: 汽輪機(jī)內(nèi)部或凝汽器內(nèi)有突然的響聲,此時在汽輪機(jī)平臺底層??汕宄芈牭?。機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動或振動明顯增大,這是由于葉片斷落而引起轉(zhuǎn)子平衡破壞或轉(zhuǎn)與落葉片發(fā)生碰撞摩擦所致。但有時葉片的斷落發(fā)生在轉(zhuǎn)子的中間級,發(fā)生動靜部分摩擦?xí)r,機(jī)組就不一定會發(fā)生強(qiáng)烈振動或振動明顯增大,這在容量較大機(jī)組的高、中壓轉(zhuǎn)子上有時會遇到。當(dāng)葉片損壞較多而且較嚴(yán)重時,由于通流部分尺寸改變,蒸汽流量、調(diào)速汽閥開度監(jiān)視級壓力等與功率的關(guān)系部將發(fā)生變化。若葉片落入凝汽器,則會交凝汽器的銅管打壞,使循環(huán)水漏入凝結(jié)水中,從而表現(xiàn)為凝結(jié)水硬度和導(dǎo)電度突增。若機(jī)組抽汽部位葉片斷落,則葉片可能進(jìn)入抽汽管道,使抽汽止回閥卡澀,或進(jìn)加入熱器使管子損壞,導(dǎo)致水位升高。停機(jī)過程中,聽到機(jī)內(nèi)有金屬摩擦聲,惰走時間減少。 在停機(jī)蔌升速過程中越過臨界轉(zhuǎn)速時,機(jī)組振動有明顯的增大或變化。

  2 葉片損壞的原因

  2.1 葉片本身的原因 ,振動特性不合格。由于葉片頻率不合格,運行時產(chǎn)生共振而損壞者,在汽輪機(jī)葉片事故中為數(shù)不少。如果擾動力很大,甚至運行幾個小時后即能發(fā)生事故。這個時間的長短,還和振動特性、材料性能以及葉片結(jié)構(gòu)、制造加工質(zhì)量等有關(guān)。設(shè)計不當(dāng)。葉片設(shè)計應(yīng)力過高或柵結(jié)構(gòu)不合理,以及振動強(qiáng)調(diào)特性不合格等,均會導(dǎo)致葉片損壞。個別機(jī)組葉片甚薄,若鉚釘應(yīng)力較大,則鉚裝圍帶時容易產(chǎn)生裂紋。葉片鉚頭和圍帶湯裂事故發(fā)生的情況也不在少數(shù)。 材質(zhì)不良或錯用材料。材療饑械性能差,金屬組織有缺陷或有夾渣、裂紋等,葉片經(jīng)過長期運行后材料疲勞性能及衰減性能變差,或因腐蝕沖刷機(jī)械性能降低,這些都導(dǎo)致葉片損壞。加工工藝不良。加工工藝不嚴(yán)格,例如表面粗糙度不好,留有加工刀痕,扭轉(zhuǎn)葉片的接刀處不當(dāng),圍帶鉚釘孔或拉金孔處無倒角或倒角不夠或尺寸不準(zhǔn)確等,能引起應(yīng)力集中,從而導(dǎo)致葉片損壞。 有時低壓級葉片為了防止水蝕而采用防護(hù)措施,當(dāng)此措施的工藝不良時能使葉片損壞。 國內(nèi)由于焊接拉金或圍帶安裝工藝不良引起的葉片事故較多,應(yīng)引起重視。

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