【正文】 σsb*：振動方向蒸汽彎應力 ? Ab：安全倍率。 Ab =σa*/ σsb* 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 64 / 43 頁 σa*的修正 ? 1。先根據(jù)葉片所使用的材料，在符合疲勞強度圖上查取。 ? 2。截止腐蝕系數(shù) K1： ? 過熱蒸汽區(qū) —— K1= 過渡區(qū) —— K1= ? 濕蒸汽區(qū) —— K1= ? 3。表面系數(shù) K2： ? 一般葉片 —— K2= 鍍鉻葉片 —— K2= ? 4。尺寸系數(shù) Kd： ? 當葉型最大厚度超過 6mm時，耐振強度相應降低， Kd用修正。 Kd可由曲線查出。 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 65 / 43 頁 σsb*的修正 ? 有效應力集中系數(shù) K3： ? 對葉型底部，根據(jù)圓角大小，取 K3=，在一般情況下，推薦 K3=。 ? 通道系數(shù) K4： ? 由于葉片和噴嘴積垢，流道面積縮小并導致蒸汽作用力增大，因此須用 K4修正。在結構程度一般的汽輪機中， K4取值如下：過熱區(qū) —— K4= 過渡區(qū) —— K4= 濕蒸汽區(qū) —— K4= ? 成組影響系數(shù) Kμ ： ? 在葉片組作同相共振時，由于葉片連接成組，使動應力較單個葉片時為小。理想情況下，兩者之比為 μ，稱為成組系數(shù)。用 Kμ來修正。對于低頻激振力，成組系數(shù) μ=sin (m kπ/zb)/(m sin kπ/zb ） k=212, Kμ=(1+μ)/2； k=13及以上， Kμ=1。 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 66 / 43 頁 σsb*的修正（續(xù)） ? 對于高頻激振力，成組系數(shù) μ=sin (m zπ/zb)/(m sin zπ/zb ）。當μ，取 Kμ=；當 μ≥，取 Kμ=μ。在組內葉片異相共振時，連接成組的影響隨振型而異。 B0共振時，可取 Kμ=。，上述各式中：k—— 共振率； zb—— 全級葉片數(shù)； z—— 整級噴嘴數(shù)或當量噴嘴數(shù)；m—— 拉筋連接的葉片數(shù)。 ? 4。流場不均勻系數(shù) K5： ? 在級的前后有進汽、抽汽或排汽時，增加了流場不均勻性，從而會增大該級動葉片的激振力，用 K5來修正： ? 對于級前有進汽（抽汽），級后又有抽汽（排汽）的汽輪機級，取 K5 =；對于級后有抽汽或排汽的汽輪機級，取 K5 =；對于級前有進汽（抽汽），或級后有全周抽汽的汽輪機級，取 K5 =；對于級前后均無抽汽的中間級，取 K5 =；對于 A0、 B0與 zn共振的葉片，取 K5 =。 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 67 / 43 頁 修正過后的總公式 ? 調頻葉片安全倍率 Ab的計算公式的形式如下： ? Ab=（ K1K2KD σa* ） /（ K3K4K5Kμ σsb* ） ? 為了使葉片的動應力保持在安全水平，調頻葉片應同時滿足調頻指標和安全倍率界限值 [Ab]的要求。 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 68 / 43 頁 第一種調頻葉片（組）的動頻率要求 ? 對于我國常用額定轉速為 3000轉 /分的電站汽輪機，當葉片的頻位介于 k與 k1之間時，作為第一種調頻葉片（組）的動頻率應符合下式要求： ? f動 1（ k1） n1≥； kn2f動 2≥ ? 式中： ? f動 1—— 工作溫度下葉片（組）在工作轉速為 n1時的實際動頻率，赫； ? f動 2—— 工作溫度下葉片（組）在工作轉速為 n2時的實際動頻率，赫； ? n1—— 工作轉速上限， 1/秒； ? n2—— 工作轉數(shù)下限， 1/秒； ? k—— 轉數(shù)的倍數(shù)（ k=2， 3， 4， 5， 6） 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 69 / 43 頁 第一種調頻葉片調頻指標 圍范位頻 2 2~3 3~4 相應轉速， 1/秒 動頻 f動 ，赫 ≤ ， ~139.5 ， ~188.5 圍范位頻 4~5 5~6 相應轉速， 1/秒 動頻 f動 ，赫 ， ~237.5 ， ~286.5 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 70 / 43 頁 第一種調頻葉片安全倍率界限值 ? 汽輪機葉片（組）的最小安全倍率 Ab如不低于下表所列界限值 [Ab]，則一般可作為第一種調頻葉片安全使用。 ? * ~ 調頻范圍 2 2~3 3~4 4~5 5~6 [Ab] 自由葉片 * 成組葉片 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 71 / 43 頁 第二種調頻葉片要求 ? 第二種調頻葉片也應同時滿足和第一種一樣的調頻指標和安全倍率的要求。 ? 當葉片組 B0型振動靜頻率（經(jīng)溫度修正）在第二類激振力頻率（ zn）之上時，要求避開率 δf大于15%為安全； ? 當葉片組 B0型振動靜頻率（經(jīng)溫度修正）在第二類激振力頻率之下時，要求避開率大于 12%為安全。 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 72 / 43 頁 第二種調頻葉片要求（續(xù)） ? δf 1=（ f靜 1zn） /zn 100%15% ? δf 2=（ znf靜 2） /zn 100%12% ? 式中： ? f靜 1—— 全級葉片組最低的 B0型振動實際靜頻率（精度修正），赫 ? f靜 2—— 全級葉片組最高的 B0型振動實際靜頻率（精度修正），赫 ? n—— 額定轉速， 1/秒 ? z—— 當量噴嘴數(shù)。 ? 調頻后的葉片組的安全倍率 Ab如果不低于安全倍率界限[Ab]，則一般可作為第二中調頻葉片安全使用。 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 73 / 43 頁 四、電廠現(xiàn)場調頻的幾種方法 實際實踐中，可能遇到調頻葉片的頻率不能滿足所需的避開率，這時應對該級葉片的振動頻率進行調整。只有葉片頻率分散度合格的級，才能進行調頻。一般來說，凡是能影響葉片頻率的諸因素，都可以作為調頻手段。電廠現(xiàn)場調頻的方法有： 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 74 / 43 頁 ? 1）重新安裝葉片，改善安裝質量 ? 2）增加葉片與圍帶或拉筋的連接牢固度 ? 3）加大拉筋直徑或改用空心拉筋 ? 4）增加拉筋數(shù)目 ? 5）改變成組葉片數(shù)目 ? 6）增設拉筋或圍帶 ? 7）葉頂鉆孔 ? 8）采用長弧圍帶 能源與動力學院 葉輪機械與流體工程研究所 孫 濤 第 75 / 43 頁 某電廠 2臺國產(chǎn) 300MW機組驅動給水泵小汽輪機第 4壓力級葉片事故。 1991年 4月 ,6號小汽輪機第 4壓力級斷葉 11片，附近6片葉片變形嚴重，該小汽輪機最高轉速 5600r/min，第 4壓力級葉片高度 126mm，葉輪平均直徑 Dcp=997mm，葉根型式為外包小腳倒 T型，動葉片數(shù) 146片，動葉材料 2Cr13，葉片斷裂位置距型根 28～ 45mm，宏觀斷面有明顯疲勞紋，裂源點在出汽邊，靜力拉斷區(qū)在進汽邊，約占整個斷面的 1/6，葉片表面點腐蝕坑相當嚴重。該小汽輪機是變速汽輪機，對于一階頻率制造廠設計成不調頻葉片，根據(jù)斷葉狀況分析認為，該級葉片事故由于蒸汽品質不良，葉片處于過渡區(qū)域工作，葉片表面鹽類濃縮，造成嚴重的點腐蝕，使出汽邊很薄的葉片易應力集中，加上斷葉位置均在葉片拋光接口處，因此使實際的葉片動強度大大降低，小于 不調頻葉片 的界限值。經(jīng)過一段時間的疲勞累積，造成該級葉片大量斷裂，該廠 2臺汽輪機和多臺小汽輪機先后發(fā)生第 4壓力級相同斷葉事故。