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某600MW机组引风机导叶出现裂纹原因分析

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李卫军 马思聪

(杭州意能电力技术有限公司)

  1 概述

  某600MW机组引风机进行了优化改进,但在检修中发现,引风机部分壳体、轴承箱的导叶出现不同程度的裂纹现象,其中1片空心导叶(导叶的一种类型)的裂纹是沿叶身方向,见图1,其余导叶的裂纹均是处于叶片根部沿气流方向,见图2。


  为进一步分析裂纹原因,对其中一台引风机的不同类型的部分导叶、动叶进行静频测试。

  2 导叶与动叶静频测试

  2.1静频测试

  对引风机A的第一级部分导叶,第二级部分导叶、第一级部分动叶、轴承箱部分导叶进行模态测试。第一级导叶分为三种叶型,分别为空心导叶、短导叶、长导叶;第二级导叶分为两种叶型,分别为空心导叶,短导叶;轴承箱导叶叶型为长导叶。第一级导叶现场图见图1、第二级导叶现场图见图2,具体静频测试数据见表1至表4。






  2.2测试分析

  通过表1、表2、表3可知:壳体上一级导叶中的长导叶二阶、三阶静频为145Hz、221~228Hz,轴承座长导叶二阶静频为153.8Hz。切割后的第一级动叶静频不在150Hz附近。

  引风机由电机驱动,转速为990r/min,运行时,因转子不平衡会产生1X振动分量,即16.5Hz的振动分量;引风机为两级动叶,每级均有14只叶片,转动时也存在14X振动分量,即231Hz。当风机内气流不稳定,风机振动会增大,风机的振动中存在与导叶、动叶、机壳共振频率一致的振动分量。

  因此,引风机导叶出现裂纹的原因可能:(1)引风机运行过程中,导叶上承受高周的交变应力,并产生共振现象,长时间运行下逐渐产生裂纹现象。(2)空心导叶由于焊接、制造工艺等原因,存在微裂纹,在机组运行中逐渐扩展,其它导叶也存在这方面的问题。

  3 处理措施

  建议还需要进行以下工作:

  (1)根据附件《引风机导叶动叶静频测试》数据,对一、二级导叶实测固有频率与振动主要频率接近的原因进行分析计算,并进行流场、流固耦合等仿真计算,再提出改进措施。针对长、短导叶优化方案,进行数模计算;

  (2)对集气箱及机壳的支撑偏高、扩压管角度偏大等做出设计说明;提出增加框式基础(台板)、降低机壳支撑高度,进行结构强度计算和方案说明。

  另外,运行中应加强各台引风机振动监测,当振动增大时,开展详细的振动测量和频谱分析。

(来源:汽机监督)