葉片疲勞斷裂,被迫停機(jī)搶修
【簡述】2004年08月27日,某電廠1號汽輪機(jī)葉片疲勞斷裂,造成機(jī)組停機(jī)搶修。
【事故經(jīng)過】事故前工況:1號機(jī)組(300MW)運(yùn)行,負(fù)荷301.51MW,主蒸汽壓力15.7Mpa,主蒸汽溫度532℃,再熱蒸汽壓力3.55MPa,再熱蒸汽溫度540℃,
2004年08月27日11時(shí)16分,1號軸振、瓦振突然多點(diǎn)同時(shí)增大報(bào)警,其中軸振1X為186μm,3號軸承垂直瓦振由18μm增至70μm,軸振3X達(dá)237μm、3Y為120μm,4號軸承垂直瓦振增至49μm,軸振4X達(dá)238μm、4Y為121μm,軸振7X為156μm、8Y為105μm。運(yùn)行人員立即采取降負(fù)荷措施,并就地檢查發(fā)現(xiàn)低壓缸3號、4瓦有明顯振動(dòng),約30s內(nèi)手動(dòng)減負(fù)荷至169MW,此時(shí),振動(dòng)有輕微下降趨勢但不明顯。11時(shí)25分,負(fù)荷繼續(xù)降至86MW時(shí),值班員打閘,破壞真空停機(jī)。
停機(jī)降速過程中,振動(dòng)基本隨轉(zhuǎn)速降低而下降,但3號軸振X、Y下降較慢,機(jī)組轉(zhuǎn)速到零后投盤車,盤車電流30A。停機(jī)后立即查看了機(jī)組振動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)和其他運(yùn)行參數(shù)歷史記錄,機(jī)組加負(fù)荷過程和300MW負(fù)荷運(yùn)行時(shí),基本正常,機(jī)組振動(dòng)也基本正常。揭開低壓缸吊出低壓轉(zhuǎn)子后,詳細(xì)檢查了低壓轉(zhuǎn)子和隔板損傷情況。低壓反向第4級第14組第4-8片圍帶(圍帶剩余部分)、第15組圍帶全部飛脫,第15組1號葉片離根部168mm(相對葉高0.525)位置斷脫,斷口形貌呈典型的疲勞擴(kuò)展?fàn)?,葉片型線部分有少量黑色沉積物。斷脫的葉片和圍帶擠傷該級上隔板電側(cè)出汽邊靜葉片10片,葉頂阻汽邊磨擦溶化,溶渣附著在后面級葉片和隔板上。此外,本級另有2個(gè)葉片葉型部分有輕微擊傷凹痕。
據(jù)上推斷第13組第6片葉片開裂后突然飛裂,將第13組6個(gè)葉片上圍帶全部拉出,并把相鄰第12組5個(gè)葉片的圍帶帶出與隔板圍帶相磨后斷裂,隔板葉片系葉片擊傷。08月31日11時(shí)55分,1號機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行。
【事故原因】
1. 從材質(zhì)理化性能試驗(yàn)結(jié)果來看,葉片各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)均合格,材質(zhì)化學(xué)成分基本合格,但斷葉片出汽邊金相組織異常,硬度明顯超標(biāo),是造成此次事故的直接原因。
2. 葉片相對薄弱的出汽邊組織和硬度異常,其局部力學(xué)性能指標(biāo)低,抗疲勞性能差,運(yùn)行時(shí)由于葉片振動(dòng)疲勞形成裂紋,慢慢擴(kuò)展,最后使葉片斷裂,是造成此次事故的直接原因。
【防范措施】
1. 揭缸吊出低壓轉(zhuǎn)子,即應(yīng)對末級、次末級即次次末級葉片重點(diǎn)探傷檢查,其他級葉片應(yīng)由金屬專業(yè)人員進(jìn)行宏觀檢查,必要時(shí)應(yīng)無損探傷復(fù)查。
2. 1號機(jī)應(yīng)定期或不定期拆開內(nèi)缸側(cè)檔板使用內(nèi)窺鏡對正、反向次次末級葉片進(jìn)行監(jiān)視檢查。
3. 應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視和監(jiān)督檢查及對機(jī)組振動(dòng)情況的分析。
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