葉片疲勞斷裂,被迫停機搶修
【簡(jiǎn)述】2004年08月27日,某電廠(chǎng)1號汽輪機葉片疲勞斷裂,造成機組停機搶修。
【事故經(jīng)過(guò)】事故前工況:1號機組(300MW)運行,負荷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237μm、3Y為120μm,4號軸承垂直瓦振增至49μm,軸振4X達238μm、4Y為121μm,軸振7X為156μm、8Y為105μm。運行人員立即采取降負荷措施,并就地檢查發(fā)現低壓缸3號、4瓦有明顯振動(dòng),約30s內手動(dòng)減負荷至169MW,此時(shí),振動(dòng)有輕微下降趨勢但不明顯。11時(shí)25分,負荷繼續降至86MW時(shí),值班員打閘,破壞真空停機。
停機降速過(guò)程中,振動(dòng)基本隨轉速降低而下降,但3號軸振X、Y下降較慢,機組轉速到零后投盤(pán)車(chē),盤(pán)車(chē)電流30A。停機后立即查看了機組振動(dòng)在線(xiàn)監測系統記錄數據和其他運行參數歷史記錄,機組加負荷過(guò)程和300MW負荷運行時(shí),基本正常,機組振動(dòng)也基本正常。揭開(kāi)低壓缸吊出低壓轉子后,詳細檢查了低壓轉子和隔板損傷情況。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展狀,葉片型線(xiàn)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出汽邊靜葉片10片,葉頂阻汽邊磨擦溶化,溶渣附著(zhù)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。
據上推斷第13組第6片葉片開(kāi)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號機組并網(wǎng)運行。
【事故原因】
1. 從材質(zhì)理化性能試驗結果來(lái)看,葉片各項機械性能指標均合格,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,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)性能指標低,抗疲勞性能差,運行時(shí)由于葉片振動(dòng)疲勞形成裂紋,慢慢擴展,最后使葉片斷裂,是造成此次事故的直接原因。
【防范措施】
1. 揭缸吊出低壓轉子,即應對末級、次末級即次次末級葉片重點(diǎn)探傷檢查,其他級葉片應由金屬專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行宏觀(guān)檢查,必要時(shí)應無(wú)損探傷復查。
2. 1號機應定期或不定期拆開(kāi)內缸側檔板使用內窺鏡對正、反向次次末級葉片進(jìn)行監視檢查。
3. 應加強運行監視和監督檢查及對機組振動(dòng)情況的分析。
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