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