汽輪機葉片斷裂分析與解決方案

陸斌

廣西機械高級技工學校 廣西 柳州

摘要：分析汽輪機葉片斷裂問題，找出最佳解決方案。

關鍵詞：汽輪機葉片斷裂修理方案

1.概述

柳州某紙業(yè)公司是專業(yè)的紙漿生產企業(yè)，其熱電分廠的主要生產設備是鍋爐和汽輪發(fā)電機組，實行熱電聯(lián)產，為企業(yè)提供蒸汽和電力供應，分廠中的一臺C6-35純凝汽輪發(fā)電機在進行大修，揭蓋檢查后發(fā)現(xiàn)轉子次末級葉片的一片動葉片斷裂缺失，把轉子吊出檢查后，在缸體內發(fā)現(xiàn)了掉落的半截葉片。

2.汽輪發(fā)電機大修前運行狀況與葉片斷裂時間判斷

2.1汽輪機在大修前基本處于長期穩(wěn)定運行狀態(tài)，

從運行記錄了解到，機組運行的進汽量和所帶負荷都控

制在規(guī)程要求范圍內。蒸汽壓力和溫度也符合要求，基

本排除機組外因造成葉片斷裂。進汽量基本維持30噸，

負荷4300～4500kwh，蒸汽壓力3.4MPa左右，溫度425℃左右。

2.2外觀檢查

觀察轉子，除斷裂葉片外，其余部分外觀完整。斷裂葉片的斷口已有銹跡，基本和轉子其余部分表面銹跡一致，沒有太大差異。由此可知斷裂時間比較長。通過查閱機組日常巡檢記錄發(fā)現(xiàn)，在本次大修前4個月，機組振動值偏大，由原來的0.05mm變化為0.09mm，略高于正常值（正常值為0.03mm～0.07mm），此后基本維持在0.09mm左右。由此判斷，葉片斷裂脫落時間應該在大修前4個月。

3.葉片斷裂的原因分析與討論

由于轉子整體外觀基本正常，除斷裂葉片所處次末級葉輪有輕微刮痕外，其余各級葉輪無明顯外傷。另外，在缸體內部和機組冷凝器內部也沒有發(fā)現(xiàn)其他異物，基本可以分析葉片斷裂原因是：（一）斷裂葉片在制造時本身材料內部有缺陷，估計有細微裂紋，在轉子長期負荷工作中逐漸發(fā)展擴大所致。但由于機組運行年限將近30年，加上對轉子其他葉輪葉片進行探傷檢查沒有發(fā)現(xiàn)其他葉片存在裂紋，所以這個原因可能性最大。（二）機組在5年前進行過一次大修（正常大修周期為24～36個月），但修理項目中沒有對葉輪葉片進行探傷檢查，可能存在修理過程中發(fā)生外力損傷葉片的因素（如吊裝碰撞），造成葉片產生裂紋，最后斷裂脫落。

4.修理方案

最佳方案是更換葉片。但是由于企業(yè)沒有備件，加上機組運行時間年限長久，葉片和葉輪之間的裝配位置已銹蝕咬合，拆卸舊葉片存在較大困難，修理周期存在不確定因素。同時考慮到大修前機組運行基本穩(wěn)定，最后決定，對轉子進行動平衡校驗。根據(jù)校驗數(shù)據(jù)，在斷裂葉片對稱方向的葉輪表面進行鏟削處理，使轉子平衡偏差值恢復標準值范圍，并且進行探傷檢查無異常后重新回裝。

5.結束語

汽輪機葉片經過上述方案修理后，汽輪機運轉平穩(wěn)，振動也保持在合理范圍內，振動值0.045mm～0.055mm。表明這項修理方案是合理的，保證了企業(yè)汽輪機組的正常工作。

6.參考文獻

[1] 華東電業(yè)管理局.汽輪機運行技術問答. 中國電力出版社.2010

[2] 烏斯季諾夫著朱六義譯. 汽輪發(fā)電機修理手冊.水利電力出版社.1987-12

[3] 劉崇和張勇主編. 汽輪機檢修.中國電力出版社.2004-4-1

7.作者簡介

陸斌（1971.2），女，廣西柳州人，廣西機械高級技工學校工程師，主要從事機械類專業(yè)的教學工作。