超超临界火电机组给水泵汽轮机20Cr13钢动叶片断裂原因

某超超临界机组在运行过程中,其给水泵汽轮机第4级20Cr13钢动叶片发生断裂事故。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、力学性能测试、扫描电镜及能谱分析等方法分析了叶片断裂的原因。结果表明:给水泵汽轮机部分动叶片装配不当,叶根与叶根槽装配间隙偏大,叶片明显松动;在转子长期高速转动过程中,叶片承受了较高水平的交变循环载荷,部分装配间隙大的动叶片叶根与叶根槽接触部位发生微动疲劳损伤,叶根周向边缘发生双向多源性疲劳开裂,裂纹逐步扩展,最终导致叶片断裂。

烟气轮机动叶片断裂失效原因分析

对一起催化裂化装置烟气轮机异常振动导致的停机故障进行了拆机检查,针对宏观检查发现的动叶片断裂和磨损情况,采用多种技术手段进行了取样检验检测,应用有限元数值模拟进行了动叶片应力分析。结果表明,叶片先从榫齿处发生断裂,在跟随转子高速旋转时,断裂的叶身撞击相邻3片叶片,致使其也发生严重变形,并引发机组振动连锁停机及装置停车。烟气轮机动叶片气动设计存在安全裕度低问题,榫齿与榫槽存在局部应力集中问题,烟机动叶片与围带之间存在轻微结垢。根据分析结果采取了针对性优化措施,改进后取得良好效果,保障了烟气轮机的长周期平稳运行。

大型汽轮机低压次末级动叶片优化前后典型故障原因分析

某型汽轮机低压次末级动叶片优化前后均出现了次叶片断裂和裂纹故障问题,为了查明该型叶片故障原因以防止后续再次发生,对叶片故障情况、运行参数及历史记录等进行检查,对部分故障叶片材料和断口进行理化检验分析,并采用有限元法对优化前后叶片离心应力和轮系振动特性进行数值分析。结果表明:叶片断口为高周疲劳断裂;优化前叶片出汽侧内弧面顶部与围带连接过渡处产生裂纹并断裂的主要原因是工作状态下叶片产生较大的扭转恢复,使围带发生严重挤压,在出汽侧内弧面顶部与围带连接过渡处产生应力集中和疲劳损伤,叶根结构设计不合理是叶片叶根发生高周疲劳开裂的主要因素,而叶片叶轮系统6节径1阶振动落入“三重点”共振区是叶片故障的次要因素;优化后叶片叶根断裂的主要原因为叶根结构设计不合理,而叶片叶轮系统11节径2阶振动落入“三重点”共振区是叶片叶根故障产生的次要因素。

汽轮机1040mm动叶片叶顶径向间隙计算分析

汽轮机末级动叶叶顶径向间隙对汽轮机安全性和经济性至关重要,动叶叶顶径向间隙过小会引起动叶片与低压内缸动静产生碰磨,造成叶片损坏以及机组振动,从而引发安全事故;间隙过大会导致叶顶漏汽增多,影响机组经济性。末级长动叶片径向间隙分析一直是技术难题,制约汽轮机末级动叶间隙合理设定。通过借助有限元分析等手段对长度为1040mm末级动叶片的叶顶径向间隙进行模拟计算分析,合理确定该动叶片叶顶径向间隙,并总结出动叶叶顶径向间隙的计算分析方法,通过计算分析保证机组动叶片叶顶间隙满足安全运行需要,并提高汽轮机运行的经济性。

反动式汽轮机动叶片低周疲劳寿命预测研究

基于Neuber理论和三维弹性有限元分析,提出了一种简化的反动式汽轮机动叶片低周疲劳寿命预测方法.该方法只对反动式叶片进行弹性有限元分析,并结合材料的循环应力应变曲线和应变寿命曲线就可以快速评估叶片的低周疲劳寿命,比传统方法更为简单快捷.其评估结果对反动式动叶片的低周疲劳寿命设计具有指导意义.

某型汽轮机调节级动叶片叶根及轮缘设计与优化分析

本文的研究对象是石化企业某型高温、高压汽轮机调节级动叶片叶根及轮缘,运用传统方法计算了现有二叉根的两种设计方案的叶根和轮缘强度。在对计算结果进行评估分析后,二叉根强度数据无法满足设计要求。为此新开发设计了一种三叉根的叶根结构,并基于传统方法和有限元方法计算了叶根及轮缘在热载荷、离心载荷和气动载荷共同作用下的应力分布。新开发的三叉叶根可完全满足强度要求。

某电厂给水泵汽轮机末级动叶片断裂分析

分析某电厂给水泵汽轮机末级动叶片发生断裂的原因,对断裂叶片进行宏观检查、化学成分分析、力学性能试验、金相检验,对断口位置进行宏观检查、扫描电镜检验、能谱分析.结果表明:给水泵汽轮机末级动叶片断裂模式为高周疲劳断裂.叶片在较高的交变应力的反复作用下萌生疲劳裂纹.叶片表面及断口源区腐蚀的凹坑降低了叶片强度,加速了裂纹萌生,最终导致疲劳断裂.

动叶围带与动叶片碰磨数值研究

动叶片与动叶围带均是烟气轮机的重要部件,动叶围带安装定位于动叶片外围,为防止动叶片高速旋转时与动叶围带内侧发生碰磨现象,动叶片顶部需与动叶围带之间预留一定间隙,由于叶顶两侧压力面和吸力面之间存在压差,压力面叶顶处的流体会进入叶顶间隙,形成间隙泄漏流动,间隙值越小则叶顶泄漏流量越低,泄漏流引起的气动损失也随之越少。以某3000 kW功率的烟机为例,运用ANSYS软件进行数值分析,分别对动叶围带和动叶片进行静力学仿真研究,研究结果表明,温度和转速是产生等效应变的主要因素;通过数值分析得出叶顶间隙最小值为0.9 mm,该结果为优化烟气轮机结构设计提供理论依据。

汽轮机低压末级动叶片裂纹形成原因分析

某火力发电厂在汽轮机组检修时发现低压末级动叶片出现裂纹,通过宏观检查、金相检验、化学成分分析、断口扫描和能谱分析等方法对裂纹产生原因进行了分析。结果表明,是叶片在腐蚀介质、应力及蒸汽冲击作用下,在冲蚀坑附近沿晶应力腐蚀开裂。

轴流风机动叶片角度控制方式的研究与应用

近年来,采用比例阀+位置传感器控制和调节轴流风机动叶片角度的方式,逐步在新建火力发电厂中推广和使用。与常规的电动执行器控制动叶片角度的方式相比,比例阀+位置传感器控制方式机械结构少,故障源少,响应速度快,精确度高,有冗余设计,便于更换,可靠性高,是轴流风机动叶片角度控制方式发展的一个方向。希望通过本文可为新建电厂在选择轴流风机动叶片控制方式时,或运行机组在技改时提供借鉴与参考。

汽轮机末级动叶片大负攻角工况下的气流激振分析

在小容积流量工况下运行的大功率机组的末级动叶顶部进口气流的负攻角流动易造成叶片压力面的气流分离 ,在一定条件下会诱发叶片颤振。对一典型平面动叶栅大负攻角下的二维分离流场进行数值分析 ,得到了详细的流场信息和叶片作用力及力矩与攻角的关系。采用准定常的方法 ,给出了叶片发生扭转和弯曲振动时 ,激振流场对叶片的气动功的计算方法 ,并根据能量法的原理 ,讨论了判断叶片颤振的方法。

汽轮机动叶片水蚀防护技术研究及应用

采用超音速火焰喷涂(HVOF)、超音速电弧喷涂(SWAS)制备两种抗水蚀涂层,对比分析了两种NiCr金属陶瓷涂层的组织结构、力学性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能。结果表明,超音速火焰喷涂制备的NiCr金属陶瓷涂层结合强度为70 MPa,孔隙率为0.5%,涂层致密,抗热疲劳性能良好,耐磨粒磨损性能以及抗冲蚀性能优异,与2Cr13基体材料相比其抗磨损和冲蚀性能均得到显著提高。

汽轮机末级动叶片水蚀损伤修复与防护试验研究

基于电厂汽轮机末级动叶片水蚀损伤机理,对受损叶片进行手工钨极氩弧焊(GTAW)修复,并对焊接接头的组织性能进行试验。结果表明,焊缝硬度满足使用要求,焊接接头力学性能优良,焊接接头抗高周疲劳性能满足叶片工况要求。为了提高叶片抗水蚀性能,延长叶片使用寿命,对比分析了叶片超音速火焰喷涂NiCr和WC-Co金属陶瓷2种不同涂层的组织结构、机械性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能。与WC-Co涂层相比,NiCr涂层具有优异的耐磨性能及抗冲蚀性能,可作为耐水蚀涂层应用在汽轮机末级动叶片上。

动叶片重叠系数对油气混输泵输气性能的影响

利用Fluent流场模拟软件,通过对轴流式油气混输泵不同的动叶片重叠系数下不同含气率进行流场模拟,得出其动叶、静叶压力场及速度分布,进而得到不同工况下整机效率及扬程曲线.经分析动叶片重叠系数m>1的整机效率明显高于m=1的整机效率.两者的相对扬程都随着含气率的增大而降低,在相同的含气率下,重叠系数m>1的相对扬程大于m=1的相对扬程,在相对扬程相同时,m>1的含气率大于m=1的含气率.由此表明选用重叠系数大于1时可以提高整机性能.

不同部分进汽度及不同堵塞方式 情况下的动叶片性能

本文对不同部分进汽度及不同堵塞方式情况下的调节级动叶片效率、流量和叶片升力等总体性能作了分析和总结，这些结果将对调节级动叶片的设计提供极为宝贵的参考。

汽轮机动叶片水蚀问题的研究

综合论述了有关汽轮机动叶片金属材料水蚀的几个重要方面：高速液固撞击理论、水蚀破坏机理、材料的水蚀性能及其试验研究。介绍了国内外的研究现状和成果以及研究手段和发展方向。

前弯动叶片变工况性能的估计方法

在低速轴流风机中 ,前弯动叶和常规径向直叶片比较 ,具有提高效率 4～ 5%,增加变工况范围 1 5～ 2 0 %的优良性能。本文在发展完善“双激盘”理论模型的基础上 ,采用平板圆弧叶型实验数据 ,加入了攻角损失的计算 ,并将其用于前弯动叶片设计工况以及变工况的性能估计。在设计工况下和实验结果比较 ,沿叶高效率的最大误差为 1 .5%,沿叶高总压的最大误差为 1 .8%,两参数沿叶高的流量平均误差分别为 1 %和 1 .5%。在稳定工况范围内按流量平均计算的效率误差和总压误差均在 2 %以内。计算结果表明 ,该法可用于估计变工况下弯掠动叶片的性能 ,是一种简单、明了、适合工程需求的方法。

矿用主通风机动叶片振动特性有限元分析

采用具有国际先进水平的有限元分析软件ANSYS10.0对矿用主通风机动叶片的振动特性进行分析,得出了动叶片的前三阶固有频率。通过与模态试验结果的比较可以发现,采用有限元法分析动叶片的振动特性是可靠和有效的。

300MW钛合金动叶片型面加工工艺分析

根据300MW机组低压次末级钛合金动叶片的特点,利用Master CAM、Pro/E和RCS联合造型,并针对五坐标机床特点,利用RCSSOFTWARE编制出合理高效的数控加工程序。

可调轴流式锅炉引风机动叶片磨损失效分析

通过理化分析和磨损形貌观察，探讨了火焰喷焊动叶片的磨损机理。结果表明，动叶片的磨损主要是低角度冲蚀磨损，碳化钨等金属化合物的磨损机理是疲劳脆断，镍基奥氏体的磨损机理是微切削，提出了从喷焊材料和工艺方面提高耐磨性的措施。