印度嘉佳A引风叶片断裂原因分析.docx
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印度嘉佳A引风叶片断裂原因分析
2A引风机叶片断裂事故原因分析
印度嘉佳2×660MW工程引风机为沈阳鼓风机厂生产的AN-35/V13+4型静叶可调式轴流风机,风机入口体积流量:
621.27m3/s,全压升:
6346Pa,转速:
740r/min。
一、事故过程描述:
2013年7月21日,2号机组正常运行,负荷为399MW,引风机运行平稳,各项参数均正常,6时41分24秒,风机振动为2.411mm/s,电流160A;6时41分25秒,风机振动值为0.6469mm/s和3.3012mm/s,电流160.8A;6时41分26秒时,风机振动突然增大到20mm/s和20.17mm/s,电流381.11A。
随即2A引风机保护跳闸停运。
2A引风机振动及电流的DCS截图:
引风机停运后,我方和业主人员打开引风机人孔门发现:
引风机内部13个叶片全部发生不同程度的断裂,断裂的叶片堆叠在锥形筒底部;动叶前部静叶均弯曲变形;后导叶有不同程度的损坏;引风机叶轮室及锥形部分内部有刮痕;且由于震动过大,导致主体风筒壳体地脚螺栓灌浆层产生裂纹;仔细检查断裂的叶轮叶片时发现,裂口处金属颜色绝大部分发红,而不是呈现金属光泽。
附图1断裂的叶片
附图2所有叶片断裂的轮毂
附图3变形的静叶
附图4后导叶损坏
附图5叶轮室及锥形部分内部的刮痕
附图6震裂的基础
二、#2炉除尘器投用情况
在2012年9月份前,因输灰系统不畅造成布袋除尘器差压料位高,出现部分布袋退出现象。
针对此情况,每次停机后项目部对引风机磨损进行检查,并对磨损部位进行补焊,从2012年2月到2013年2月,#2锅炉引风机后导叶和叶片顶部的部位补焊处理过七次。
2012年10月,项目部在输灰和除尘器厂家的配合下,完成了#2机组电除尘阳极板下部振打卡槽加高和输灰管道节流孔的改造工作。
随着业主运行能力的提高,除尘器在此后的运行期间很少出现停运、运行不畅等现象。
2013年2月初,#2机组除尘器B电场因阳极振打轴弯曲造成振打电机电流过载跳闸,阳极板积灰过多,造成B电场短路停运。
业主因电网调度原因,不同意停机检查,致使B电场停运超过200小时。
直至2月22日业主计划停机后,项目部对#2机组电除尘阳极振打侧的尘中走道支撑进行加固处理。
自2013年5月10日#2机组再次启动至今,电除尘一直运行良好,无停运现象发生。
2013年1-2月2号机组除尘器运行情况统计
序号
名称
运行区间
累计
1
除尘器运行累计时间
2013.1.7—2013.2.22
1091小时
2
电除尘B区停运累积时间
2013.2.13-2013.2.22
202小时
3
布袋除尘器走旁路累积时间
2013.1.7—2013.2.22
210.4小时
备注
三、2A引风机出现过的问题
2013年1-2月#2锅炉布袋除尘器B区退出时间较多,2013年2月23号,业主停炉时,我方人员对2A引风机磨损情况检查时,发现叶轮叶片和后导叶磨损严重,几近报废:
叶片出风端距离根部约150mm处被磨穿(附图7、8);叶轮叶片迎风面入口边缘磨去至少40mm(附图9);后导叶也磨损严重(附图10)。
附图7磨透叶轮叶片1
附图8磨透叶轮叶片2
附图9磨损的叶片
附图10磨损的后导叶
为了不影响业主2号机组的启动运行,项目部决定对2A引风机叶轮叶片及后导叶进行维修加固。
随后,我方人员对所有叶轮叶片磨透的位置用厚度为12mm且同等质量、相同形状的钢板,焊接在叶轮叶片的背风面;在后导叶上也同样焊接12mm厚的钢板予以加固;在叶轮叶片迎风面入口易磨损处焊接耐磨层。
并在随后的2次停炉时再次进行焊接耐磨层。
2A引风机在2013年2月23号加固完成后正常运行至事故发生时。
2013年6月2号,1A引风机叶轮叶片断裂事故后,随后对其他引风机叶轮叶片进行渗透试验和超声波检测。
对2A引风机渗透试验发现4个裂纹,超声波未发现裂纹。
附图112A引风机裂纹-1
附图122A引风机裂纹-2
附图132A引风机裂纹-3
附图142A引风机裂纹-4
2013年6月7号晚7点左右,由于业主操作失误,使脱硫烟风道旁路门关闭,造成2A引风机喘振,随即跳闸。
随后,锅炉炉膛形成正压,进而跳机。
四、原因分析:
在2013年6月2号对2A引风机检查裂纹时,同时对叶片和导叶的磨损进行了检查,磨损情况并不严重,未对其进行补焊耐磨层。
7月21日2A引风机发生事故后,对引风机内部进行了仔细检查,在里面只发现了撕裂的叶片碎片,未发现有任何外来异物,因此基本排除了异物撞击叶轮叶片导致断裂这一因素。
现分析此事故的主要原因为:
1、引风机在非稳定工况下运行时,发生喘振及失速现象,使叶轮上的叶片受到交变应力的作用,时间长了叶片因疲劳破坏而导致引风机叶轮叶片内部形成细小裂纹;
2、叶轮叶片磨损严重,使其根部厚度明显变薄(见附图),叶轮叶片抵抗外力的能力变小;
3、叶轮叶片在工作状态下,会同时受到离心力和烟气压力的联合作用,根据分析,叶轮叶片受到最大应力的地方应该为叶片根部。
因此,在各种力的作用下,应力集中于裂纹处,导致叶轮上某一叶片发生断裂,因引风机是高速旋转机械,进而引起连锁反应,造成其他部件的损坏。
另外,在断裂的瞬间,叶片动能转化为热能,使断裂处温度急速升高,进而使其金属金相组织发生改变,从而使裂纹处金属颜色发生变化。
附图15叶片的厚度1
附图16叶片的厚度2
附图17叶片的厚度3
附图18叶片的厚度4
附图19叶片的厚度5
附图20叶片的厚度6
附图21叶片的厚度7
附图22叶片的厚度8
附图23叶片的厚度9
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