搜索
绥中2台汽机高压转子第二级围带脱落重大隐患治理情况总结一、隐患情况概述结构介绍：高压转子由12级组成，第一级为调节级，第二级为压力级，级前压力为15.98MPa，温度462℃，第二级蒸汽流量为2399.6t/h，动叶片高度91mm，一周由22个叶片组成，叶片端部分组由围带锁紧，围带利用叶片顶部的周向双排铆钉固定。自投产运行以来，绥电#1、#2机组在3次A级检修中均发现高压第2级动叶顶部的围带脱落。高压第2级动叶围带脱落是绥电#1、#2机的通病。2003年#2机组第一次检查性大修中发现，高压第二级围带有4处断裂，16个动叶铆钉头磨损，每段围带周向两侧末端都有一段悬臂结构，以铆钉为支点向外延伸，断裂以同一叶片上的两支点连线为分界线整齐断裂，铆钉头齐根脱落。采用激光熔覆焊修复。2004年#1机组第一次检查性大修中发现，该级围带2处脱落,同样发现调节级阻汽片飞脱，同样采用激光熔覆焊修复。2008年#2机组大修中发现原铆接围带脱落2组，但焊接围带保持完好。根据机组振动情况记录分析，2005年4月之前该围带就已经脱落。二、技术中心从事的工作在绥中2台汽机高压转子第二级围带脱落重大隐患治理整个决策实施过程中，技术研究中心对该设备隐患处理技术方案进行认真的审核，在实施过程中根据出现的特殊情况组织相关单位、外部专家进行试验、计算并提出技术研究中心初步技术原则和现场技术方案。并且跟踪执行情况和存在的问题。#2机组情况：2008年#2机组大修前技术研究中心参加了高压第二级动叶片和围带修复技术方案的研讨会，审核、制定了检修中出现重大设备缺陷的技术措施。由于各种原因#2机组大修高压第二级动叶片共进行了三次更换。2008年4月#2机组大修，解体检查发现第二级叶片围带脱落两组。安计划方案对第二级叶片、围带进行整级更换，更换在哈汽厂内进行，7月15日大修结束后投入运行以来，振动情况良好，＃1～＃4瓦振动在合格范围内。2008年8月3日夜间以来，＃1～＃4瓦瓦振出现几次异常变化现象，8月4日至6日，技术研究中心专业技术部、技术管理部多名工程技术人员参加绥电公司组织召开现场分析会。对＃2机组情况进行了原因分析，判断高压缸内更换的叶片或围带可能发生断裂，确定了必须停机检查并制定了应采取的应急措施。（附件1）2008年#2机9月10日停机后揭高压缸后发现高压转子第二级叶片断裂两片，断口位于T型叶根下部，围带脱落五组，损伤三组。叶片拆除后，又发现一个锁叶片和一个动叶片叶根存在贯穿性裂纹，锁叶片销钉也发现裂纹，同时叶轮销孔有部分损伤。2008年9月23日、24日技术研究中心专业技术部、技术管理部技术人员参加了在绥电公司召开的《绥电#2机组高压缸第二级叶片断裂及围带脱落原因分析及处理会议》，国华发电部、技术中心、东北电科院、徐州电力试验中心、哈汽厂参加。会仪分析叶片断裂的主要原因是：叶根紧力不足造成贴合不好，振动下传至叶根，最终造成叶片疲劳断裂。决定采用整级动叶片重装的方式恢复高压第2级叶片，围带采用激光熔覆焊恢复，更换后的高压转子进行低速动平衡。第二次叶片更换是在绥电进行，由哈汽人员更换，东汽人员监督，技术中心派专业技术人员在现场进行了服务，注意了叶根紧力问题。#2机组叶片更换后完成后，于2008年10月13日并网运行，机组运行正常。10月25日和26日，#2机组#1、#2、#3瓦振动分别发生了两次异常增大，于11月26日11时38分，机组打闸停机。机组惰走过程中可听到高压缸内金属磨擦声。初步分析本次#2机组振动突变与上次基本类似，怀疑高压转子再次有东西脱落。2008年11月3日揭高压缸后发现高压转子第二级叶片断裂4片，围带脱落9组。绥电分别于11月3日至6日、11月11日、11月21日至22日组织召开3次《绥电#2机高压转子第二级叶片断裂原因分析及处理会议》，国华发电部、技术中心、西安热工院、东北电科院、徐州电力试验中心、盘电公司、哈汽厂、东汽厂、四维公司、俄罗斯制造厂及香港原CLP电厂金属专家参加了会议。（附件2、3、4）与会人员在对两次叶片断裂的原因进行了分析，其主要原因为：锁叶片进汽侧与出汽侧销孔直径偏差大，形成应力集中，造成锁叶片断裂。锁叶片断裂后，其他叶片根部松动，振动下传导致叶根快速疲劳断裂。同时仍存在叶根贴合不好的问题。经充分的研究之后，决定立即从俄罗斯订购整级动叶片，并聘请俄罗斯厂家专业人员到现场进行装配，围带采用原厂安装工艺铆接恢复，绥电和技术中心均派人全程跟踪。并探讨应急处理方案。另外，为了确定锁叶片装配后叶片的安全性，委托东汽厂进行安全校核和有限元分析计算。同时委托四维动力公司、东方汽轮机厂进行《绥中电厂800MW机组缺级运行可行性分析》。第三次叶片更换也是在绥中电厂内进行，按照俄罗斯厂家的工艺流程由俄厂家熟练技师完成，更换后机组投入正常运行，叶片未发生断裂。在检修过程中除在哈汽厂的叶片更换以外技术研究中心专业技术部、技术管理部派专人全程跟踪了后两次高压第二级动叶片和围带修复工作。检修完毕后技术研究中心对绥电#2机叶片断裂的技术管理分析进行了总结（附件5）#1机组情况：2009年3月24日，针对绥电#1机组即将进行大修，根据绥电#2机组高压第二级围带脱落处理情况，国华电力研究院在北京组织召开了关于《绥电#1机组高压第二级围带脱落处理方案研讨会》。国华公司发电部、绥中发电公司、华北电科院、北京四维动力科技有限公司相关人员及专家参加了会议。（附件6）会议期间，绥中发电公司介绍了#1、#2机组围带脱落历史和2008年#2机组叶片断裂及处理情况。根据目前#1机组启停振动情况，分析判断#1机组高压第二级围带很可能已经出现部分脱落。经过深入讨论，会议一致认为：本次绥电#1机组大修中如果发现高压第二级围带脱落，必须进行处理.绥电#1机组大修前技术中心技术管理部编制了《国华绥中发电公司超临界800MW机组2#机高压转子第二级更换叶片差异性分析》和《俄制超临界汽轮机高压第二级叶片T型叶根、装配公差以及安装工艺与技术标准》。（附件7、8）2009年5月绥中发电公司#1机组进行大修，解体检查发现高压第二级围带脱落两组。安计划对整级叶片、围带由俄罗斯专家进行了更换。叶片更换后对叶片频率进行了测试（附件9），针对叶片频率分散度的偏差原因及其影响技术中心进行了深入的研究，建议对偏差较大的锁叶#1、锁叶#2及其附近的叶片贴合面贴合程度进行检查，以排除贴合不良造成的影响。现在已完成。机组检修完毕，于2009年8月5日9：30分正式并网运行。至今未发现异常现象。三、隐患产生的原因分析绥中800MW汽轮机高压第二级动叶为成组铆接围带结构，每5个动叶片1组，由铆接围带连接，高压第2级的静叶数量为22片。使其成组和单叶片固有频率均接近1100Hz（静叶倍频汽流激振力的频率）。该级动叶虽然是非调频叶片，但其成组和单叶片固有频率均接近1100Hz的设计缺陷不仅是围带多次脱落的主要原因，而且对叶片装配工艺提出了高要求。铆接围带工艺复杂、质量难以控制。因此，该级叶片设计存在缺陷：单叶片和成组叶片的固有频率相对于倍频蒸汽激振力的避开率可能不足。频率避开率不足很可能是该级围带多次脱落的根本原因。四、处理方案由于俄罗斯厂家关于围带脱落的修复意见是整级更换动叶片和围带。并且叶片装配工艺、铆接围带工艺、质量控制要求高，与国内制造厂存在明显不同。#1、#2机组均采取聘请俄罗斯专家现场进行整级更换方式修复高压第二级动叶片和围带。五、处理后效果及分析按照俄罗斯厂家的工艺流程由俄厂家熟练技师完成，#1、#2机组叶片更换后投入正常运行，至今叶片、围带未发现异常现象。六、遗留问题据俄专家介绍，800MW同型机组在俄罗斯境内有20-22台，而目前了解到的发生高压第2级叶片围带脱落的电厂有2个（苏尔古特电厂、下洼尔托夫电厂）其中下洼尔托夫电厂2台机组均发生该级围带脱落情况。俄专家建议这种大功率、高参数机组一般带基本负荷运行，不宜参加调峰。俄专家承诺现场亲自安装后叶片不会再断裂，但对围带脱落问题不做承诺。因此仍存在围带脱落的可能。七、改进建议及措施由于该级叶片设计存在缺陷，仍存在围带脱落的可能。应尽快落实委托有关专业厂家设计制造自带冠动叶片，进行该级的整级改造；由于该机组还存在着中压转子弯曲、机组长期振动大难以消除等诸多影响机组安全运行的隐患，且机组经济性差，达不到国产亚临界机组的水平，因此，建议进行机组通流部分改造。八、附件：附件1-----会议纪要附件2-----会议纪要《绥电#2机高压转子第二级叶片断裂原因分析及处理》附件3-----会议纪要《绥电#2机高压转子第二级叶片断裂原因分析及处理（第2次）》附件4-----会议纪要《绥电#2机高压转子第二级叶片断裂原因分析及处理（第3次）》附件5-----《绥电#2机叶片断裂的技术管理分析总结》附件6-----《绥电#1机组高压第二级围带脱落处理方案研讨会纪要》附件7-----《国华绥中发电公司超临界800MW机组2#机高压转子第二级更换叶片差异性分析》附件8-----《俄制超临界汽轮机高压第二级叶片T型叶根、装配公差以及安装工艺与技术标准》附件9-----《高压2级更换叶片测频》附件1会议纪要＃2机组7月15日大修结束后投入运行以来，振动情况良好，＃1～＃4瓦振动在合格范围内。8月3日夜间以来，＃1～＃4瓦瓦振出现几次异常变化现象，8月4日至6日，绥电公司组织召开现场分析会，形成会议纪要如下：一、振动异常原因1、高压转子激振力异常增大；2、高中压转子稳定性不好，振动受汽流力影响较大；3、高压缸内存在动静碰磨。二、虽然目前＃2机组＃2瓦轴振偏大，但是各瓦瓦振仍在允许范围内，现在处于奥运保电关键时期，以目前的情况，机组可以维持运行，同时做好安全预案。三、运行中注意事项1、＃2机组的负荷应尽量保持稳定，运行单位制定保持负荷稳定措施；2、加强对机组运行参数的监视和记录，特别是高、中缸的胀差，汽缸两侧的绝对膨胀等，避免胀差在接近或超限运行；3、检修维护单位制定措施，加强对主机设备的巡检，缩短巡检周期，特别是对振动可能引起的附带问题，比如油管路的振动等要加强监视。四、如有短期停机机会，注意对机组启停，空转及带负荷过程中振动数据的收集，机组启动后以单阀方式运行，观察机组振动情况。五、机组如有较长时间停机机会，如C级检修，建议安排下列工作1、转子对轮组合晃动，对轮螺栓紧力的检查；2、＃1、＃2、＃3轴瓦瓦枕紧力，下瓦紧力，轴瓦接触，瓦间隙的测量；3、滑销系统的检查；4、具备条件时复查对轮中心。六、继续开展振动及有关数据的收集、整理、分析工作，组织相关人员研究下一步振动处理方案。附件2会议纪要编号：SJB—QJ20081105会议名称：绥电#2机高压转子第二级叶片断裂原因分析及处理时间：2008年11月03日至05日出席：绥电公司：杨晋平刘景春孙术文夏玉珩王九崇赵东亮张立君塔子健国华发电部:王顶辉国华技术中心：刘启民张俊杰詹廷芳肖三春秦禄王刚赵慧传徐电试验中心：韩玉峰张慧盘电：丁劲松东北电科院：邓楠吴细毛西安热工院：肖俊峰四维公司：徐克鹏哈汽：周克澄东汽：周显丁外聘专家：胡尊立地点：绥中发电有限责任公司主持：刘景春会议内容：2008年10月25日和26日，绥电#2机组#1、#2、#3瓦振动分别发生了两次异常增大，11月3日揭高压缸后发现高压转子第二级叶片断裂4片，围带脱落9组。绥电公司组织国内相关知名专家对故障原因进行分析，探讨应急处理方案，形成意见及建议如下：一、叶片宏观断口分析：根据叶片断口宏观形貌特征，判断叶片为疲劳断裂，锁叶片断口发生在该叶片外销钉孔纵截面上，裂纹起源于销钉孔进汽侧边缘，断裂面平齐、颜色发暗、瞬断区很小，说明锁叶片的断裂是在相对较低的动应力水平下（相对于其它三个断口）发生的疲劳断裂。从另外三个断口上看，疲劳扩展区小，疲劳辉纹间距大，瞬断区大，均为大应力水平的疲劳断裂特征。机组运行中振动发生过2次突变，说明有两次大的转动部件脱落。其余叶片根部是否存在裂纹，需进一步检查、验证。二、叶片和围带断裂的可能原因：1、叶片组设计。#1、#2机的该级围带均发生