某600MW機組引風機導葉出現裂紋原因分析
2018-11-07李衛軍 馬思聰
(杭州意能電力技術有限公司)
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1 概述
某600MW機組引風機進行了優化改進,但在檢修中發現,引風機部分殼體、軸承箱的導葉出現不同程度的裂紋現象,其中1片空心導葉(導葉的一種類型)的裂紋是沿葉身方向,見圖1,其余導葉的裂紋均是處于葉片根部沿氣流方向,見圖2。
某600MW機組引風機進行了優化改進,但在檢修中發現,引風機部分殼體、軸承箱的導葉出現不同程度的裂紋現象,其中1片空心導葉(導葉的一種類型)的裂紋是沿葉身方向,見圖1,其余導葉的裂紋均是處于葉片根部沿氣流方向,見圖2。

為進一步分析裂紋原因,對其中一臺引風機的不同類型的部分導葉、動葉進行靜頻測試。
2 導葉與動葉靜頻測試
2.1靜頻測試
對引風機A的級部分導葉,第二級部分導葉、級部分動葉、軸承箱部分導葉進行模態測試。級導葉分為三種葉型,分別為空心導葉、短導葉、長導葉;第二級導葉分為兩種葉型,分別為空心導葉,短導葉;軸承箱導葉葉型為長導葉。級導葉現場圖見圖1、第二級導葉現場圖見圖2,具體靜頻測試數據見表1至表4。
對引風機A的級部分導葉,第二級部分導葉、級部分動葉、軸承箱部分導葉進行模態測試。級導葉分為三種葉型,分別為空心導葉、短導葉、長導葉;第二級導葉分為兩種葉型,分別為空心導葉,短導葉;軸承箱導葉葉型為長導葉。級導葉現場圖見圖1、第二級導葉現場圖見圖2,具體靜頻測試數據見表1至表4。


2.2測試分析
通過表1、表2、表3可知:殼體上一級導葉中的長導葉二階、三階靜頻為145Hz、221~228Hz,軸承座長導葉二階靜頻為153.8Hz。切割后的級動葉靜頻不在150Hz附近。
引風機由電機驅動,轉速為990r/min,運行時,因轉子不平衡會產生1X振動分量,即16.5Hz的振動分量;引風機為兩級動葉,每級均有14只葉片,轉動時也存在14X振動分量,即231Hz。當風機內氣流不穩定,風機振動會增大,風機的振動中存在與導葉、動葉、機殼共振頻率一致的振動分量。
因此,引風機導葉出現裂紋的原因可能:(1)引風機運行過程中,導葉上承受高周的交變應力,并產生共振現象,長時間運行下逐漸產生裂紋現象。(2)空心導葉由于焊接、制造工藝等原因,存在微裂紋,在機組運行中逐漸擴展,其它導葉也存在這方面的問題。
通過表1、表2、表3可知:殼體上一級導葉中的長導葉二階、三階靜頻為145Hz、221~228Hz,軸承座長導葉二階靜頻為153.8Hz。切割后的級動葉靜頻不在150Hz附近。
引風機由電機驅動,轉速為990r/min,運行時,因轉子不平衡會產生1X振動分量,即16.5Hz的振動分量;引風機為兩級動葉,每級均有14只葉片,轉動時也存在14X振動分量,即231Hz。當風機內氣流不穩定,風機振動會增大,風機的振動中存在與導葉、動葉、機殼共振頻率一致的振動分量。
因此,引風機導葉出現裂紋的原因可能:(1)引風機運行過程中,導葉上承受高周的交變應力,并產生共振現象,長時間運行下逐漸產生裂紋現象。(2)空心導葉由于焊接、制造工藝等原因,存在微裂紋,在機組運行中逐漸擴展,其它導葉也存在這方面的問題。
3 處理措施
建議還需要進行以下工作:
(1)根據附件《引風機導葉動葉靜頻測試》數據,對一、二級導葉實測固有頻率與振動主要頻率接近的原因進行分析計算,并進行流場、流固耦合等仿真計算,再提出改進措施。針對長、短導葉優化方案,進行數模計算;
(2)對集氣箱及機殼的支撐偏高、擴壓管角度偏大等做出設計說明;提出增加框式基礎(臺板)、降低機殼支撐高度,進行結構強度計算和方案說明。
(1)根據附件《引風機導葉動葉靜頻測試》數據,對一、二級導葉實測固有頻率與振動主要頻率接近的原因進行分析計算,并進行流場、流固耦合等仿真計算,再提出改進措施。針對長、短導葉優化方案,進行數模計算;
(2)對集氣箱及機殼的支撐偏高、擴壓管角度偏大等做出設計說明;提出增加框式基礎(臺板)、降低機殼支撐高度,進行結構強度計算和方案說明。
另外,運行中應加強各臺引風機振動監測,當振動增大時,開展詳細的振動測量和頻譜分析。
(來源:汽機監督)
