浅谈汽轮机叶片损坏的原因分析

【摘要】汽轮机叶片的断裂、腐蚀，围带的脱落以及开焊或断裂的拉筋等都会造成汽轮机的障碍问题，阻碍的原因是多来自于叶片的，并且损坏的方式也各不相同。同时障碍问题很大程度上是引发汽轮机发生事故的主要原因。下面就汽轮机的叶片损坏的原因进行相关的分析以及提出相应的措施。

【关键字】汽轮机叶片、损坏、障碍、事故、原因

【 abstract 】 the steam turbine blade fracture, corrosion, surround the fall off and with open welding or fracture of the steel, can cause the obstacles of the steam turbine, the reason is that from the leaves of the more, and damaged way are also different. At the same time obstacles to a large extent by steam turbine is the main reason for the accident. Here is the steam turbine blade damage the cause of the relevant analysis and put forward the corresponding measures.

【 keywords 】 turbine blade, damage, obstacles, accidents, reasons

中图分类号：TU746.1 文献标识码：A 文章编号：

1．前言

汽轮机在火力发电厂、核能发电厂中作为发电的重要机械设备，电厂中的高温、高压坏境，以及汽轮机的转子在在这样一种恶劣的环境之下将湿的蒸汽在高速旋转的情况下把蒸汽所具有的能以及运动的动能转化为转子本身运转的机械能进行利用。并且转子在其自身高速运转的情况下还要承受因运转所带来的离心拉力、蒸汽力、蒸汽的冲击力以及因为强烈转动而带来的振动力，另外汽轮机本身存在的一些安全、质量、材料，运行状态、工作人员未能及时检查维修等原因导致了汽轮机的叶片损坏状况时有发生，因其叶片损坏而引起的安全事故也屡见不鲜。同时，叶片的损坏也会造成一定的经济损失。在科学技术都高速发展的今天，人们开始对安全问题的越来越多，对经济效益的追求也越来越高。所以汽轮机叶片损坏的原因分析并找出相关措施已经刻不容缓。

2．大型汽轮机叶片的损坏概况

分析统计近年来17个因汽轮机的叶片原因而发生的障碍问题的案例可以看出无论是我国的上海汽轮机限公司、哈尔滨汽轮机有限公司制造的汽轮机叶片抑或是美国、欧洲、日本等地引入的汽轮机叶片，凡功率在200W以上的汽轮机其叶片都会或多或少的受损，严重的为危及安全的损坏问题，减为轻微的也是耗费经济的损伤问题。另外损坏、损伤的形式也因为受损时的工作状况以及叶片本身的性能呈现多种多样的形状。

3．汽轮机叶片损坏的原因分析

3.1汽轮机叶片本身的问题

第一，汽轮机叶片本身的设计上的问题。叶片的不合理的栅结构、承受力过高以及作为强调的振动特性的不合格等，对于汽轮机叶片的损坏都造成了或多或少的影响。有些机组的较薄的叶片与承受力高的铆钉之间的不协调搭配，使得裂纹容易在铆装围带出现。此裂纹的出现也是汽轮机叶片事故多发的原因之一。

第二，材料的质量问题以及材料的错误利用。金属材料中存在的断痕、夹杂的残渣以及其本身在制造过程中或是天然挖掘前就存在的缺陷，都会使材料的机械特性下降，并且在汽轮机长期的运作过程中材料因使用而出现的摩擦、腐蚀、冲刷等都会使其机械性能减弱，同时造成汽轮机叶片的损坏。

第三，汽轮机叶片在加工过程中未能较好的完成加工造成的问题。加工的较为不佳，造成的表面较高的粗糙程度抑或是加工痕迹的残留，使得表面接刀处不光滑，以及铆钉等的倒角的不正确的尺寸，导致在叶片使用过程中受力不均匀，容易造成叶片的损坏。另外有些单位为防止其被水侵蚀采取了相应的措施，但是在措施执行过程中的工艺水平达不到要求也是造成汽轮机在运行过程中叶片损坏的原因。

3.2汽轮机在运行方面的原因

第一，运行时的功率与汽轮机的额定功率不一致。根据中国使用的常规的功率为50HZ这一出发点，中国所使用的汽轮机的叶片的振动特性也都是在这个频率之下设计的。但是由于有时电网的频率较高或较低时未能及时测出以及核算期热力强度，导致其在不适当的频率下运行，从一定程度上使叶片的损伤以及裂纹的出现加快。

第二，汽轮机工作所需的蒸汽达不到要求。当补充的蒸汽的温度太低时，汽轮机叶片出因湿度过大而受到较大的冲击与侵蚀，使得它对力的承受不均匀，是汽轮机叶片受损。并且，在温度下降但是所施加的力没有减小的情况下，必然是叶片的热量增加，这样必然造成汽轮机叶片的损伤。另外，当蒸汽中存在有杂质时，因杂质随蒸汽到达汽轮机叶片，在叶片上结有污垢，使得蒸汽的通道减小，造成叶片上的受力过大，损坏叶片。

第三，水的冲击造成损坏。由于作为与水打交道的机械设备，汽轮机在运行的过程中有少量水进入汽轮机是不可避免的，当蒸汽与水一起进入汽轮机后，蒸汽压与水的冲击力使得某些零部件变形，在运行过程中这些部件之间相互摩擦，使叶片受到损坏。

第四，汽轮机在启动，停止以及加减负载时的不适当操作步骤，造成部件之间的摩擦，导致部件的损坏。

第五，停机之后没有开启疏水系统，导致部分残留蒸汽进入机械内部，使零部件受湿而腐蚀，导致损坏。

4．如何防止汽轮机叶片的损坏

4.1提高汽轮机的叶片质量

汽轮机叶片的质量是减少故障发生的前提也是维护汽轮机叶片的前提，如果连叶片本身的质量都存在问题，那么后期如何维护都顶不了太大的作用。因为其本质问题已经无法弥补。所以应该对产家进行严格的监督与考察，确保其工作质量，以提高汽轮机叶片的质量。

4.2汽轮机运行过程中的管理措施

第一，对汽轮机工作时的频率进行严格的监测，保证其在汽轮机允许的范围下正常工作。汽轮机运行时的频率过低使汽轮机处在过负荷的工作状态下，但是频率过高使得汽轮机过热也是造成叶片损坏的原因。所以在运行过程中保障汽轮机是在其额定的频率下工作显得尤为重要。

第二，在运行过程中加强对汽轮机的监视。机械设备在启动、停止以及正常的工作状态时，某些参数如：蒸汽的温度、蒸汽的压强、机体所承受的力度等中任何一项的微小的波动都有可能使汽轮机的叶片发生损坏继而造成或大或小的安全事故。所以管理层应该制定合理的制度与规章，并且严格要求机械设备的操作人员认真地实施对汽轮机工作时的各项参数进行监视，如有不合理地操作可进行相应的惩罚制度。同时如果工作人员在操作过程中对于较为复杂的启动、停止操作步骤做的不是很熟练与适当也会造成部分的水进入机体引起腐蚀，所以对于工作人员的操作进行严格的监视也是有需要的。

第三，对于蒸汽所需的水的质量进行严格的监测。水质的不干净，使得水中存在的某些污垢进入叶片进行损坏。所以使用纯净的水作为蒸汽所需的原始原料显得尤为重要。

第四，机器设备的运行状况常常会反映在机器的声音当中，所以要经常听听机器内部发出的声音。那些声音是有摩擦之音存在或是处在一种较为顺畅的声音都反映着机器当时当刻正在进行的工作状态。

4.3汽轮机在检修方面应采取的措施

首先，对于每台汽轮机的各级主要的叶片应该在使用之初监测其技术并对其进行相应的存档。如若汽轮机的叶片出现问题则可参照相应的存档数据对其进行修理。在检修时对于叶片的围带、拉筋等应该进行仔细认真地检查。另外，对于叶片的形状发生规则或不规则弯曲等应对应数据进行校正如果严重的话可采取更换部分零件的方式防止意外事故。

5．结束语

汽轮机叶片的损坏原因是多种多样的，其可能引发的事故亦是无法预料的、复杂的，并且应汽轮机叶片的损坏对于公司企业造成的经济损失也是相当大的一笔数字。叶片作为汽轮机的主要部件，其损坏会使机器无法运行，同时公司必须支付相应的经济去进行维修，更有甚者使整个叶轮都受到损坏，整个部件的重新购买对于公司来说又是笔相当大的开销。另外，汽轮机叶片的损坏是汽轮机发生障碍以引起安全事故的重要原因，汽轮机的叶片的好坏无论从哪个方面来说都有着极大的影响能力。所以对汽轮机的叶片损坏的原因进行分析并从中找到方法更合理地使用汽轮机，监督汽轮机的工作状况显得尤为重要。

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