对汽轮机转子叶片断裂的紧急抢修工艺探讨

对汽轮机转子叶片断裂的紧急抢修工艺探讨

刘成成

泰安市泰山东城热电有限责任公司 山东省泰安市 271001

摘要：本文简明的介绍了中温中压汽轮机转子叶片突然断裂后，为保证机组短期内尽快恢复运行，所采取的紧急抢修措施，叙述了检修施工经验，对同类工况提供一定的借鉴参考。

关键词：汽轮机转子；叶片；断裂；切割；平衡

汽轮机转子叶片断裂是机组运行中的严重事故，一旦出现则直接导致机组无法正常运行，主要故障表现是汽轮机转子失去原有动平衡而导致机组振动增大，导致机组解列停机。

我公司汽轮机组为上海汽轮机厂生产制造的中温中压抽凝式机组，叶片材质为铬不锈钢，在机组运行中就遇到此类叶片断裂的故障情况。

2021年2月2日15：55当班值班人员听到气缸内有“铛”的一声，汽轮机本体瓦块振动值由2丝突增，#1#2#3瓦块垂直振动值瞬间同时突增至7-9丝，汽轮机气缸内部运行声音变化，有闷响声音，综合判断为转子叶片断裂，遂进行破坏真空紧急停机操作。

（现场运行记录和振动测量值和瓦块振动趋势图）

2月6日汽缸揭开，对转子进行全面检查结果如下：

1. 末二级一支叶片从叶根部位断裂，在隔板中捡出，残余重量830克，已扭曲变形，该断裂叶片临近共6支叶片叶顶部分不同程度受搅动损伤（叶顶部分约5-10cm左右扭曲）。

2. 末四级一支叶片从叶片中间部分断裂，断裂叶片从隔板中检出，重量221克。

机组若更换断裂叶片，从定制加工叶片、剔除故障叶片、更换新叶片、以及复装后机组转子的动平衡工作预计25-30天，由于此故障发生在冬季供暖期间，严重影响了机组原承担的热网正常运行，为缩短维修工期，尽快恢复运行，我们通过审慎研究讨论，决定采取对叶片进行对称切割的紧急处理措施，尽快恢复机组运行的方案。

检修过程记录：（为便于施工，叶片编号进行人为标注）

1. 对末四级断裂叶片的180度对角叶片，同重同长同距进行对等切割，并对切割口妥善打磨。（备注说明：末四级损坏的叶片重量221克，对角切除叶片重量218克，叶片总长15厘米，剩余长8厘米）

2. 对末二级扭曲变形的叶片的180度对角叶片，同重同长同距进行对等切割，并对切割口妥善打磨。（备注说明：末二级取出的损坏叶片重量830克，由于该损坏的叶片被绞卷碎裂至底部通流面内重量约200克，合计约1030克，对角81号叶片切除重1034克，从根部切除，叶片原总长40厘米）

3、切割变形的25号叶片345克，同时切对角82号叶片322克，叶片剩余22.5厘米

4、切割变形的27号叶片266克，同时切对角84号叶片248克，叶片剩余24厘米

5、切割变形的28号叶片236克，同时切对角85号叶片245克，叶片剩余25厘米

施工时，叶片切割工具采用等离子切割工具，在切割时对邻近叶片采用防护隔板防止损伤邻近叶片，叶片切割后边缘处用角磨机进行打磨光滑，并全面检查剩余叶片，对各级所有叶片进行渗透剂着色探伤，排除隐性的叶片断裂隐患，随后进行本体汽缸复装工作。

2月9日机组冲转，转子临界振动值#2瓦垂直4丝，其它瓦均3丝内，定速3000转/分，#2瓦垂直振动3.7丝，其它瓦块水平和垂直向均3丝内，因振动值良好，未作配重平衡，并网带负荷后，各瓦块振动值均在3丝以内，机组恢复正常运行，且运行周期安全稳定。

结论：

本论述的施工工艺，是在上述相同的机组故障没有足够的检修周期进行维检时，可以借鉴采用的紧急抢修方案，对相同的机组工况提供了一定的借鉴参考价值。

参考文献：

【1】郑海银. 汽轮机转子叶片频繁断裂分析及处理方法[J].水泥. 2015(01)：132.

【2】 陈付平,许文辉,杨二旭. 汽轮机转子临界转速的仿真分析与验证[J]. 汽轮机技术. 2020(05)：132.

【3】郭洪福.  背压式汽轮机调速级叶片断裂原因分析[J]. 氮肥技术. 2020(06)

【4】 杨忠亮,李明,任建春,杨红军.  浅谈汽轮机转子弯曲变形原因分析及修复方法与预防[J].中国设备工程. 2021(09)