【由于信息更新过于及时，请务必星标本公众号】
PS:2023年10月31日推出《典型事故案例汇编》第六版！联系客服VX:dianliying2016
---以案为鉴---
法律顾问：张友全律师
正文：
2024年9月14日某电厂汽轮机低压转子部件脱落事故快报
汽机低压转子末三级叶片裂纹或断裂防范措施
1、故障简述
深度调峰运行时，机组负荷、蒸汽流量、蒸汽压力和温度大幅变动， 汽轮机转子承受较大的交变热应力，转子、叶片等出现疲劳损伤几率增大，汽轮机级内容积流量减小，特别是低压转子末级叶片处蒸汽流动状态发生较大变化，叶根处脱流、叶片受力紊乱、鼓风摩擦、水蚀更为严重，会加剧工作面间微动摩擦和疲劳损伤，使工作面更容易产生微裂纹或使微裂纹扩展加速。如存在原始设计、加工制造及安装缺陷，在深度调峰交变热应力作用下，缺陷将加速裂纹扩展，甚至出现叶片断裂事故。
截止 2024 年 2 月，公司系统内新检查出存在裂纹缺陷的火电机组 14 台，汽轮机低压转子末三级叶片裂纹问题主要发生在哈汽、东汽机组。截止 2024 年 2 月，公司系统共有 26 台火电机组低压转子末三级发生过叶片断裂（包含拉筋断裂及围带断裂），其中哈汽 16 台，东汽 3 台，武汽 2 台，阿尔斯通 2 台，GE 1 台，哈汽-三菱 2 台。
2、典型案例
【案例 1】系统内某电厂 3 号机（哈汽 600MW 超临界）1029mm 末级叶片断裂
事件简述：2021 年 11 月 18 日，3 号机组临修后点火启动，冲转至2976r/min 振动大保护停机，揭 2 号低压缸发现电端一只末级叶片断裂飞脱，电端上半排汽导流环脱落。
原因分析：工作状态下叶片最大离心应力位于枞树型叶根出汽侧端面与内弧侧第 1 齿面交界处的 R 角结合处附近，且已超过叶片材料的屈服极限；在交变振动应力和高离心应力的共同作用下，该部位加工缺陷处逐渐产生疲劳损伤及微裂纹萌生，并不断扩展，直至叶片最终高周疲劳断裂；机组深度调峰运行加速应力集中处疲劳损伤及微裂纹萌生，并促进了裂纹扩展。
【案例 2】系统内某热电厂 4 号机（哈汽 350MW 超临界直接空冷机组）352mm 次末级叶片断裂
事件简述：2022 年 7 月 4 日，4 号机组负荷 261MW，汽轮机运行中各轴承振动突变，4 号轴承 X、Y 方向轴振分别由 48μm、37μm 突升至249μm、153μm。申请停机后揭缸检查发现低压转子汽侧次末级叶片断裂。据了解哈汽同类型次末级叶片多次发生断裂现象（如辽宁某 2×660MW 电厂、山西某 2×660MW 电厂、内蒙古某 300MW 电厂）。
原因分析：深度调峰、灵活性运行工况引发机组负荷的频繁变化引起低压缸进汽流量和汽流的大幅波动，导致叶片发生颤振；次末级叶片装配方式不当，叶根松动、叶片晃动加剧了叶片的颤振，两种因素共同作用，在叶片近叶根部位出汽侧最薄弱部位的应力集中区域萌生裂纹源， 并在叶片颤振产生的交变应力作用下裂纹不断扩展，最终导致了叶片的整体断裂。
【案例 3】系统内某热电厂 1、2 号机（哈汽 515B 型）次末级叶根裂纹
事件简述：2023 年 5 月，某热电厂 1 号机组汽轮机 C+检修过程中发现 1 号机低压转子反向次末级 98 只叶片中，35 只叶片在出汽侧枞树型叶根第一齿 R 角部位出现不同程度的裂纹缺陷。2 号机低压转子反向次末级共 15 只叶片同样部位出现同样形貌特征的裂纹。
原因分析：哈汽 515mm 叶片枞树型叶根 R 角处存在应力集中，为共性设计缺陷。叶根结构应力分布不合理，工作状态下叶片最大离心应力点出现在枞树型叶根第一齿的出汽侧端面处的 R 角部位，且该处倒圆形状不佳，易萌生裂纹源，在深度调峰、切缸等灵活性运行工况下，缺陷向裂纹扩展。低压转子正、反向次末级叶片（515B 型）无法满足机组长期在深调、切缸、供热等工况下安全运行。
【案例 4】系统内某电厂 1、2、4 号机（东汽 1000MW 超临界机组） 末级叶片裂纹
事件简述：2018 年至今，电厂 1、2、4 号汽轮机低压转子末级累计发现 33 片裂纹，其中 1 号机组 2023 年 1 月C 修发现低压转子末级裂纹7 片；2 号机组 3 次发现裂纹共计 25 片，其中 2021 年 12 月 A 修发现低压转子末级裂纹 9 片，2023 年 3 月 D 修发现低压转子末级裂纹 13 片， 2023 年 11 月发现低压转子末级裂纹 3 片；4 号机组 2023 年 3 月C 修发现转子末级裂纹 1 片。裂纹均分布于低压转子末级叶片进汽侧高频淬火防水蚀区域内，裂纹垂直于叶片长度方向，具有沿晶开裂特征。
原因分析：该批次汽轮机末级动叶片生产时工厂环境条件欠佳，原1092mm 叶片高频淬火工艺采用人工半自动控制，部分叶片淬硬层工艺存在强度高、厚度分布不均、与基体硬度差偏大等问题，导致抗应力腐蚀能力不足，运行中在交变应力作用下产生腐蚀疲劳裂纹，深度调峰或长期低负荷运行加速裂纹的扩展。
【案例 5】系统内某热电厂 1、2、3 号机（东汽 200MW、300MW 亚临界机组）末级、次末级叶片裂纹
事件简述：2023 年 4 月 6 日，1 号机揭低压缸检查低压转子末三级叶片发现低压转子汽侧末级 1、77 号叶片叶身出现裂纹，低压转子汽侧次末级的 13、14 号叶片叶身出现裂纹。2023 年 5 月，2 号机组低压转子末三级叶片金属检验，发现低压电侧末级 21 只叶片进汽侧存在贯穿性裂纹。2023 年 6 月，3 号机发现汽侧末级钢印号为 48 的叶片出汽侧距离顶端 120mm 存在 1 处长度为 6mm 的贯穿性裂纹。
原因分析：发生裂纹的叶片采用现场焊接修复处理，未进行更换， 未开展金属失效分析。1、2 号机组运行时间超过 19 年，3 号机组运行时间超过 17 年，叶片裂纹形貌与疲劳裂纹相似，初步判断为疲劳损伤；由于 3 台机组均长时间参与深度调峰，不排除深度调峰对叶片裂纹的影响。机组深度调峰变工况运行时，叶片表面易出现动应力突增现象，影响叶片安全运行。
3、防范措施及要求
1）对汽轮机低压末级动叶叶根进行优化设计，严格核查低压末级动叶片的加工制造尺寸偏差、叶片安装检验质量、叶片装配工艺设计， 确保叶片按照装配工艺要求安装并检查合格。
2）加强深度调峰工况下汽轮机低压转子叶片金属监督和检验工作。
3）叶片优化改型时要充分考虑深度调峰、灵活性运行工况产生的 汽流变化对长尺寸低压转子末三级叶片的影响。
4）哈汽对上述断裂叶片升级更换，并将低压转子正反向末二级叶片进行松装处理。
5）A、B 级检修必须对整个低压转子叶片进行金属检测，重点对低压转子末三级动叶的叶根、叶身、轴向键槽、围带等进行无损检测，对隔板、隔板套、喷嘴等部位进行表面检验。
6）严格按照集团公司生产环保部工作联系单要求，在有条件的机组临停、D 修、C 修期间，立即排查汽轮机低压转子末级叶片情况，如发现低压转子末级叶片出现裂纹、断裂，应揭低压缸扩大检查范围至低压转子末三级。
7）更换新型叶片，大修前预先考虑到叶片（主要是叶根部位）或 围带、拉筋等可能的裂纹缺陷，避免因缺少检修资金而无法对发现的裂纹缺陷做彻底处理。
8）汽轮机安全提升改造要适应现有深度调峰、调频电力市场，保证机组安全性、可靠性、灵活性及宽负荷经济性。要求东汽机组改造后， 保证新末级动叶片（1200mm）加工工艺和质量能彻底解决叶片裂纹问题。
大家有最新事故报告积极投稿，无电子版或者内网文件拍照片亦可。我们鼓励分享，并且会对供稿人信息严格保密，您的一次分享可能会挽救一条生命。
一经采用，根据供稿质量我们发10—100元不等的红包表示感谢。
关注我们让你及时掌握、有效应对电厂运行异常情况，着力发现电厂运行领域苗头性、倾向性问题，严防电厂安全事件发生。
定期培训：对电厂员工进行定期培训，提高对异常事件的识别能力和应对能力。
应急演练：定期进行应急演练，确保在发生异常情况下，各部门能够快速协调和反应。
1、电厂安全生产主体责任未落实到位。
部分电厂企业安全生产保证体系和监督体系职责边界模糊,两个体系未能形成齐抓共管的有效合力,方案编制审批、安全措施布置、现场安全监护等工作流于形式,责任缺位、管不到位导致没想到、没管到的事故频繁发生。
2、电厂安全隐患排査治理不够扎实深人,问题梳理排査及整改落实不到位。
一些电厂隐患排查治理工作深度不足、专业性不强,部分实际存在隐患问题未能及时发现:对排査发现的问题隐患整改不坚决、不彻底,缺少过程管控,导致隐患升级造成事故。
3、部分单位生产一线人员安全意识淡薄、能力缺失。
有些电厂未能认真开展安全生产教育及培训,资源投人不足,相关工作流于形式,未落实安全生法等法律法规要求。电厂安全培训制度不健全,培训方式方法单一,安全技能实操训练力度不够,导致从业人员不具备能胜任岗位的安全生产知识和技能。
4、外委业务管理不到位。
部分电厂对外委业务管控不严格、指导不到位,外包管理仍然“宽松软”,工程建设、技术改造等项目层层转包、违法分包和业务挂靠等问题难以根除，“以包代管、以罚代管”的问题仍然突出。
5、部分电厂安全管理存在短板,安全要求落实落细不足。
有些电厂对高空作业、有限空间作业等工作安全防护缺失,设备缺陷管理及考核落实不足,技术监督管理体系不健全,管理及作业人员不了解设备状况、对本单位安全风险底数不清、辨识风险能力不足等问题依然存在,导致设备及作业现场风险隐患未能规避或解决,最终造成设备故障及事故。
电力鹰技术组
2024.8.05
37.6W电力鹰都关注此公众号：
随手点在看，发财500万！
