国产300 MW汽轮机叶片故障的试验研究
黄俊 清
(广东粤华发电有限责任公司，广东广州510731)
摘要:明确指出广东粤华发电有限责任公司5号、6号汽轮机低压缸第三级叶片故障的主要原因为疲劳损伤所
导致，为此，对该型叶片进行了动力学分析，利用有限元分析方法对叶片特性进行计算，并在试验台上对叶片
特性进行了全面的模态测试，结果表明，这两种方法测试故障叶片的吻合程度很好，为该型叶片的改进和运行
提供了有效的技术手段
关键词:叶片;故障诊断;频率特性;模态分析
巾圈分鸯号:『rK263.3 立献标识码:A
Test and research on blade failures of domestic 300 MW steam turbines
HU A N G Ju n- gin g
Guangdong Yuehua Power Co.，Ltd.，Guangzhou 510731, China
Abstract;I nv iewo ft heb ladef atiguef racturef ailureso nt he3 rds tageo fL Pc ylinderso fN o.5 a ndN o.6s team turbinesin
Guangdong Yuehua Power Co.，Ltd，a dynamic analysis is made on the blades. The finite-element analytical method is
used to calculate the vibration characteristics of the blades, and an overall model test on the blade properties is made on the
test bench. The theoretical and testing methods have proximately identical results, which greatly facilitate the amelioration
and operation protection of such blades.
Key words; blade; fault diagnosis; frequency characteristics; model analysis
广‘ 东粤 华 发电有限责任公司5号、6号汽轮
机为卜海汽轮机厂生产的N300-165/535/53.5型，
一次中间再热、凝汽式汽轮机。5号、6号汽轮
机的低压缸第三级叶片在十多年的运行中，出现
了较严重的裂纹、断裂、水蚀等多种故障，严重
影响机组的安全运行。2台机组叶片故障主要集
中在低压缸的第二级，设计编号为第22, 28, 34
和40级，级后有第七级抽汽口。为分析叶片出
现故障的原因，对该机叶片的振动特性进行了理
论计算，并在试验台上对叶片特性进行了模态特
性测试。
1 叶片的技术特性
第三 级 叶 片为扭叶片，叶身没有围带与拉金，
为自由叶片，材质为2Cr13-5(调质)，每级有叶片
156只，采用带小脚的T型叶根固定。T型叶根底
收稿口期:2003-03-07
部要求装有圆形或半圆形的垫隙条，使叶片保持
在工作状态的接触位置，垫隙条要在叶片装配的
同时装好。从故障情况看，主要是叶片出现裂纹
较多，出现裂纹的叶片共有78只，其中75只叶
片的位置集中在距叶顶50--100 mm区域内，距
叶顶150--200 mm仄域内有3只，裂纹的深度为
10--40 mm不等。若不及时更换，随着运行时间
的增长，裂纹会不断扩展，直至断裂。在统计时
间内，断裂叶片有2只，1只在距叶顶170 mm
处，另1只距叶顶80 mm处。从断面看，断u纹
路呈贝壳状，由出汽边向进汽边扩展，最终由于
叶片有效截面的缩小，发生瞬时断裂，疲劳断裂
特征明显。
从 叶 片的 表面特征来看，应结合叶片的工作环
境，对叶片的频率特性进行分析，从中找到导致叶
片疲劳关键因素的同时，对理论计算的结果进行
验证
万方
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