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1、國產超臨界600MW汽輪機葉片斷裂原因分析及研究(靖海發(fā)電有限公司廣東揭陽515223)摘要：木文介紹了XX電廠國產超臨界600MW汽輪機低壓葉片斷裂的原因分析、改進措施以及實施方案,可供同類型機組參考，避免發(fā)生同樣的事故。關鍵詞：國產超臨界600MW汽輪機，葉片斷裂，原因分析，改進措施Theanalysisandimprovementmeasuresonthebreakofturbine’sbladeof600MWsupercriticalunitZengFeng(JinghaiPowerGenerationCo.,Ltd.,Jieya
2、ng,Guangdong515223,China)Abstract:Thispaperpresentsthecauseanalysisonthebreakofthesteamturbine’slow-pressurebladeanditsimprovementmeasuresandscheme.Itisofreferentialvaluetothetreatmentofblade’sbreakofsimilarunitstoavoidsimilarmalfunction.Keywords:steamturbineof600MW
3、supercriticalunit;breakoftheblade;causeanalysis;improvementmeasures1、事故情況簡介XX發(fā)電廠1號汽輪機為國產引進型超臨界600MW汽輪機，N600-24.2/566/566型、一次中間再熱、三缸四排、單軸、雙背壓、凝汽式汽輪發(fā)電機組。2010年5月4日完成小修后啟動，5月5日1:30帶300MW負荷運行過程中，發(fā)現凝結水鈉離子超標，進行凝汽器單側隔離查漏，恢復后，繼續(xù)升高，嚴重影響汽水品質，經向中調申請停機臨修。5月7H機組重新啟動，12:06機組并網，5月9日機組負荷加至300MW
4、時發(fā)現閥位指令、調節(jié)級壓力、軸向位移、推力軸承溫度等參數明顯較5月4日及小修前異常，根據此次啟機及水質情況，分析為汽輪機通流部分結垢引起，隨后機組申請停機處理。5月19揭缸檢查發(fā)現A低壓汽機測第5級動葉片斷裂一只，第6級動葉斷裂一只，第6,7級隔板和動葉片有不同程度損傷。(1)斷口位置與型根的距離在60mm?70mm之間，位于葉身下上部位。(2)安裝位置位于葉片組中的背弧側第1片，居葉片組的最外端處。(3)斷裂源都位于葉片出汽邊的圓角部位，為明顯的疲勞與腐蝕疲勞斷裂。(4)疲勞擴展區(qū)面積很大，瞬斷區(qū)面積較小，有明顯的多條疲勞紋，葉片表面腐蝕斑致密，說
5、明該葉片曾經歷多次高動應力事件，導致多條疲勞紋擴展，最終葉片應力超過葉片材料極限強度而導致葉片斷裂，斷口為高周腐蝕疲勞斷LL(5)斷裂葉片位于級后有抽汽口的過度區(qū)，無規(guī)律分布。1.2A低壓汽機側第6級動葉片斷裂一只，斷口位置與葉頂的距離在30mm?40mm之間，位于葉身上部位，在此部位表現為明顯的異物打擊斷裂的特征。葉片號：BJ63U其余葉片有不同程度損傷。1.3A低壓汽機側第7級動葉片11只被打傷嚴重。1.4A低壓汽機側第6,7級奮不冋程度打傷，所奮高中壓隔板結垢嚴重。特別是調節(jié)級氣道表面結垢2-3mm。2、事故級葉片汁算分析2.1葉片設計參數低壓
6、第5級葉片材料為lCrl2Ni2WlMolV/735：2.2葉片強度振動計算2.2.1蒸汽彎應力計算2.2.2常規(guī)強度計算結果從偏于安全的角度考慮，葉片常規(guī)強度校核取用材料為lCrl2Ni2WlMolV/735葉片強度設計合格并有足夠的強度安全裕度2.2.3成組葉片頻率計算成組動頻計算結果：單位：Hz(約束葉根工作面)結論：(1)葉片最低頻率大于k的6倍頻，葉片振動特性滿足低頻共振調頻的規(guī)范；(2)高頻激振頻率遠大于葉片自奮頻率，即葉片不可能發(fā)生高頻共振。2.2.4有限元強度計算(1)成組葉片等效應力最大區(qū)域位于葉根圓弧，最大為270MPa，(2)型
7、線中上部區(qū)域(距型根高度大于180mm)最大應力不大于160MPa,(3)均遠小于葉片材料屈服強度735MPa。2.2.5宵限元動響應分析計算2.2.6計算結果分析：(1)從葉片的動應力計算結果可知，葉片的正常連續(xù)激振頻率為50的倍數。如果葉片發(fā)生機械共振(328Hz),葉片的動應力非常高97.4MPa(約為非共振狀態(tài)的20倍)將使葉片在數小時內發(fā)生高周疲勞斷裂；(2)所有本級事故葉片均經歷了一年以上的運行，承受高頻激振次數(壽命)遠大于107次，完全可排除葉片事故是由于諧波的機械共振造成的。（3）只有可能是間斷的激振（如非穩(wěn)定氣流激振）且共振才導致
8、葉片的這種破壞特性。（4）事故斷裂葉片斷裂位置均位于與軸向一階或扭振一階共振吋，產生的最大動應力區(qū)域，因此，
