汽轮机叶片故障及分析

1、汽轮机叶片故障及分析本文主要从汽轮机叶片的概述入手，针对其出现的故障，提出解决方法，为 汽轮机的正常运行提供保障。标签：汽轮机叶片；故障；措施一、工程概况本项目是某电厂的汽轮机的运行情况，2013 年 7 月份进行了一次大修，在 该汽轮机大修前基本是正常运行，之后对于汽轮机叶片出现的故障以及解决措施 进行了分析研究。二、汽轮机叶片安全的重要性分析叶片是汽轮机的重要组成部分，同时也是发生事故最多的地方，所以，它的 安全性与整个电站的安全与满发是息息相关的。众所周知，电力是国民经济的重 要命脉所在。所以，加强汽轮机叶片的安全性非常有必要，尤其是需要与不断高 涨的电力需求相符合，与国民经济的发展相适应，起着重要的作用。随着叶片高 度与蒸汽参数的进一步改善和提高，叶片的工作条件也更加艰难，处在进汽端的 调节级叶片，要能够承受最高600C的高温以及在喷嘴弧段的巨大冲击力，在排 汽端，就需要承受巨大的离心力以及接近两倍音速的湿蒸汽流的冲刷【1】。正由 于叶片工作条件的艰辛性，才奠定了叶片在汽轮机中的重要性。三、汽轮机叶片故障的表现汽轮机叶片故障的表现主要包括：一是汽轮机内部或凝汽器内有突然的响 声

2、。二是当断落的叶片落入凝汽器时，就会损坏凝汽器钢管，从而造成凝汽器内 循环水漏入凝结水中，致使凝结水硬度与导电度骤然增加，而且会增高凝结水水 位，增大凝结水泵电动机电流。三是一般情况下，机组振动的变化比较明显，甚 至还会出现瞬间的强烈抖动，主要在于叶片断裂脱落造成转子无法保持平衡或是 造成摩擦撞击。然而也会出现叶片在转子中间级断落，不会造成严重的摩擦，在 正常的工作转速下，机组的振动增加不明显，只是在启动、停机过程中的临界转 速附近，机组振动会明显增大。四是叶片损坏比较严重时，就会改变蒸汽通流的面积，最终改变了同一个负 荷的蒸气流量、监视段压力以及调速汽阀开度等。五是若是断落叶片出现在抽汽 级的地方，叶片进入抽汽管道的可能性增加，从而致使抽汽逆止阀卡涩或直接进 入加热器，造成加热器的管子由于撞击而出现断裂，致使加热器疏水水位升高。 六是在停机惰走过程或盘车状态下，有可能听到金属摩擦声，惰走时间缩短，在 启动和停机过程中，通过临界转速时，机组振动将会明显地变化。四、汽轮机叶片故障的原因1、汽轮机组异常震动1.1 汽流激振 。通常，造成该现象的原因有许多，但主要是由于内部叶片 受到来自外来

3、气体的冲击所造成的，因为这使得里面的气压不稳定，汽流激烈的 碰撞而导致震动的发生。相较于小型机组来说，大型机组的末级更长，这导致它 较小型机组更容易出现这一现象【3】。1.2 转子热转弯 。汽轮机在热态时的振动很大，因为转子受到不均匀的加 热，因而会使得它弯曲。转子发生弯曲的原因可能有许多种，而最主要的可能是 转轴材质不均匀，轴向间隙不足，而使得摩擦变大，或者是由处在同一平面上的 轴承存在不对称的温差所造成。1.3 摩擦振動 。毫无疑问，摩擦时刻存在于运动物上；同样，位于汽轮机 的内部，转子之间因为相互间的摩擦，也会发生震动的现象，因为摩擦产生时， 转子在各个摩擦点产生的摩擦程度各不相同，因而使产生的温度一边低而另一边 高，这使得转子因为受力的不均衡而产生震动。2、机械损伤机械损伤造成的汽轮机叶片故障主要原因包括以下几个方面：一是外来的机 械杂质随蒸汽进入汽轮机内打伤叶片。二是汽缸内部固定零部件脱落，如阻汽片、 导流环等，造成叶片严重损伤。三是因轴承或推力瓦损坏、大轴弯曲、胀差超限 以及机组强烈振动，造成通流部分动、静磨擦，使叶片损坏。3、腐蚀和锈蚀叶片的腐蚀常发生在开始进入湿蒸汽的各

4、级，这些级段在运行中，蒸汽干、 湿交替变化，使腐蚀工质易浓缩，引起叶片腐蚀。另外，长期停机备用的机组往 往会因空气中的潮气或蒸汽漏入机内造成叶片严重锈蚀。叶片受到侵蚀削弱后， 不但强度减弱，而且叶片被侵蚀的缺口、孔洞还将产生应力集中现象，侵蚀严重 的叶片，还会改变叶片的振动频率，从而使叶片因应力过大或共振疲劳而断裂 【4】。4、水蚀与水冲击4.1 水蚀。水蚀情况大多数是在末级湿蒸汽区的低压段的长叶片上发生，末 级叶片特别严重。末级叶片旋转的速度非常快、蒸汽湿度大、水滴多，所以水冲 蚀程度最为严重，叶片的缺口、孔洞等现象比较常见，使得叶片的强度大大降低， 导致断裂损坏。汽轮机叶片的水蚀主要原因是由于水汽中酸性物质在汽轮机低压 排汽缸内凝结而至。由于在汽轮机运转中，所供给的水碱剂成份是氨，氨物质的 分配系统相对较大，并且存在一定的汽相。同时酸性物质会在水凝中发生浓缩反 应，使其PH值迅速下降，从而使对酸性物质较为容易产生化学反应的铁、钢等 零件发生腐蚀。另外，当汽轮机内蒸汽通过高压缸进入低压缸时，由于蒸汽温度 及扩容压力的降低，使蒸汽很容易演变为浓度较大的湿蒸汽。使得干湿两种蒸汽 在低压缸

5、内进行相互转换，并快速凝结成为凝结水，从而使蒸汽中所带有的物质 在两种液相内重新组合。同时，由于蒸汽中氨的系数是较大的，因此，维持在原 有相中的绝大多数PH值在会发生变化。此时由于水相的PH值降至最低点，因 此，空气中渗入到汽轮机内的氧气就会加速水中酸性物质的氧化。使汽轮机叶片 末级产生腐蚀。4.2 水冲击。汽轮机的水冲击过程中，前几级叶片的应力会突然增加，并骤 然受到冷却，使叶片过载，末几级叶片则冲击负荷更大。叶片遭到严重水击后会 发生变形，其进汽侧扭向内弧，出汽侧扭向背弧，并在进出汽侧产生细微裂纹， 成为叶片振动断裂的根源。水冲击有时会使叶片拉筋断裂，改变了叶片连接形式， 甚至原来成组的叶片变成单个叶片，改变了叶片振动频率，降低叶片的工作强度， 致使叶片发生共振，造成断裂。运行中叶片水蚀，使叶片强度降低。叶片受水冲 击的载荷增大，叶片拉筋受水击断裂使叶片成为单只叶片，叶片的振动频率改变， 使叶片陷入共振断裂。 5、运行维护原因运行维护原因主要包括以下几个方面：一是电网频率的变动超过了规定的范 围，无论是过高，还是过低都会造成叶片振动频率进入共振区，从而产生共振， 最终使得叶片断裂。

6、二是机组运行超负荷，大大增加了叶片的工作应力，特别是 最后几级叶片，使得蒸汽流量大大增加，最终增加工作应力，而导致超负荷严重。 三是主蒸汽参数与相关要求不符合，主蒸汽压力过高、主蒸汽温度偏低或水冲击 以及真空过高，都会给叶片造成巨大的损坏。五、进行汽轮机叶片故障处理的具体措施1、加强汽轮机叶片故障的预防。汽轮机叶片的主要功能是进行能量的转换。 所以，叶片出现故障就会使得机组的经济性受到严重影响。而且，在运行过程中， 若是叶片出现断裂，就会对其他的叶片产生损坏。在汽轮机事故中汽轮机叶片损 坏事故所占比例非常大，严重影响着汽轮机的经济安全运行。所以，很有必要进 行叶片损坏的预防。同时还需要加强叶片的金属监督，认真检查汽轮机叶片、叶 根、围带以及拉筋孔附近，对于叶根与围带的松动隐患要做到及早发现。根据机 组叶片结构和国内类似机组断叶片情况，有针对性的重点检查，尤其是对事故多 发叶片的检查，发现问题，应采取措施进行处理。2、加强汽轮机叶片的防水冲蚀。其一，对引起汽轮机末级叶片的水冲蚀大 机组进行调整体，并研究其低负荷运行下的状态。同时，运用三元流理论对叶片 水蚀现象进行验算，同时对动应力及流场

7、进行测试，以此来确定汽轮机在低负荷 运转状态下的安全值。另外，对渗入到汽轮机低压部位的湿蒸汽水滴形成过程进 行研究，通过研究结果从汽轮机的设计上对末级叶片进行线型改进，以此来降低 水滴滲入汽轮机叶片中的机率。同时在汽轮机中采用去湿隔板装置降低汽轮机内 水蒸汽的温度。其二，汽轮机运转过程中，该电厂为了确保防水蚀效果，提高汽 轮机中除盐水的质量是关键，对汽轮机释放出的水蒸汽进行化学监督，严格控制 湿汽含量超标，以此来提高汽轮机蒸汽质量。另外，在汽轮机中加入一定量的 NaOH也是提高蒸汽PH值的最有效的一个方法。同时，适量地加入NaOH到蒸 汽中，还可以有效降低氨的成份，以此来减少氨成分在低压缸内因分配系数较大 而造成的凝水结酸现象，降低酸腐蚀现象的发生机率。另外，加强对汽轮机表面 消极的保护措施也是降低汽轮机末级叶片发生腐蚀的人效办法之一。结束语总之，汽轮机叶片对于汽轮机的正常运行有着重要的作用，因此，需要针对 汽轮机叶片出现的故障进行预防和处理，保证其运行的正常性。参考文献：1 王秉仁，姜小丽，张雷.汽轮机叶片故障分析及诊断方法研究J.煤矿机 械， 2005， 12：164-166.2 祝晓燕，王彦惠. 汽轮机叶片疲劳寿命与故障诊断研究的发展及现状 J. 电力情报， 2000， 02：12-15.罗剑斌，谭士森，袁立平.大型汽轮机叶片的事故及原因分析J.河南电 力， 2001， 04：11-14.石国明.浅谈汽轮机叶片脱落故障诊断方法J.电子制作，2013,09:240.5贺欣.电厂汽轮机的常见故障及对策J.电子制作，2013，09： 206.

《汽轮机叶片故障及分析》由会员枫**分享，可在线阅读，更多相关《汽轮机叶片故障及分析》请在金锄头文库上搜索。