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某600MW机组引风机导叶出现裂纹原因分析

2018-11-07

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的级部分导叶，第二级部分导叶、级部分动叶、轴承箱部分导叶进行模态测试。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。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）