【正文】 σsb*：振動(dòng)方向蒸汽彎應(yīng)力 ? Ab：安全倍率。 Ab =σa*/ σsb* 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)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(qiáng)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(dāng)葉型最大厚度超過 6mm時(shí)，耐振強(qiáng)度相應(yīng)降低， Kd用修正。 Kd可由曲線查出。 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 65 / 43 頁 σsb*的修正 ? 有效應(yīng)力集中系數(shù) K3： ? 對(duì)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(dǎo)致蒸汽作用力增大，因此須用 K4修正。在結(jié)構(gòu)程度一般的汽輪機(jī)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(shí)，由于葉片連接成組，使動(dòng)應(yīng)力較單個(gè)葉片時(shí)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(duì)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(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 66 / 43 頁 σsb*的修正（續(xù)） ? 對(duì)于高頻激振力，成組系數(shù) μ=sin (m zπ/zb)/(m sin zπ/zb ）。當(dāng)μ，取 Kμ=；當(dāng) μ≥，取 Kμ=μ。在組內(nèi)葉片異相共振時(shí)，連接成組的影響隨振型而異。 B0共振時(shí)，可取 Kμ=。，上述各式中：k—— 共振率； zb—— 全級(jí)葉片數(shù)； z—— 整級(jí)噴嘴數(shù)或當(dāng)量噴嘴數(shù)；m—— 拉筋連接的葉片數(shù)。 ? 4。流場(chǎng)不均勻系數(shù) K5： ? 在級(jí)的前后有進(jìn)汽、抽汽或排汽時(shí)，增加了流場(chǎng)不均勻性，從而會(huì)增大該級(jí)動(dòng)葉片的激振力，用 K5來修正： ? 對(duì)于級(jí)前有進(jìn)汽（抽汽），級(jí)后又有抽汽（排汽）的汽輪機(jī)級(jí)，取 K5 =；對(duì)于級(jí)后有抽汽或排汽的汽輪機(jī)級(jí)，取 K5 =；對(duì)于級(jí)前有進(jìn)汽（抽汽），或級(jí)后有全周抽汽的汽輪機(jī)級(jí)，取 K5 =；對(duì)于級(jí)前后均無抽汽的中間級(jí)，取 K5 =；對(duì)于 A0、 B0與 zn共振的葉片，取 K5 =。 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 67 / 43 頁 修正過后的總公式 ? 調(diào)頻葉片安全倍率 Ab的計(jì)算公式的形式如下： ? Ab=（ K1K2KD σa* ） /（ K3K4K5Kμ σsb* ） ? 為了使葉片的動(dòng)應(yīng)力保持在安全水平，調(diào)頻葉片應(yīng)同時(shí)滿足調(diào)頻指標(biāo)和安全倍率界限值 [Ab]的要求。 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 68 / 43 頁 第一種調(diào)頻葉片（組）的動(dòng)頻率要求 ? 對(duì)于我國常用額定轉(zhuǎn)速為 3000轉(zhuǎn) /分的電站汽輪機(jī)，當(dāng)葉片的頻位介于 k與 k1之間時(shí)，作為第一種調(diào)頻葉片（組）的動(dòng)頻率應(yīng)符合下式要求： ? f動(dòng) 1（ k1） n1≥； kn2f動(dòng) 2≥ ? 式中： ? f動(dòng) 1—— 工作溫度下葉片（組）在工作轉(zhuǎn)速為 n1時(shí)的實(shí)際動(dòng)頻率，赫； ? f動(dòng) 2—— 工作溫度下葉片（組）在工作轉(zhuǎn)速為 n2時(shí)的實(shí)際動(dòng)頻率，赫； ? n1—— 工作轉(zhuǎn)速上限， 1/秒； ? n2—— 工作轉(zhuǎn)數(shù)下限， 1/秒； ? k—— 轉(zhuǎn)數(shù)的倍數(shù)（ k=2， 3， 4， 5， 6） 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 69 / 43 頁 第一種調(diào)頻葉片調(diào)頻指標(biāo) 圍范位頻 2 2~3 3~4 相應(yīng)轉(zhuǎn)速， 1/秒 動(dòng)頻 f動(dòng) ，赫 ≤ ， ~139.5 ， ~188.5 圍范位頻 4~5 5~6 相應(yīng)轉(zhuǎn)速， 1/秒 動(dòng)頻 f動(dòng) ，赫 ， ~237.5 ， ~286.5 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 70 / 43 頁 第一種調(diào)頻葉片安全倍率界限值 ? 汽輪機(jī)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(diào)頻葉片安全使用。 ? * ~ 調(diào)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(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 71 / 43 頁 第二種調(diào)頻葉片要求 ? 第二種調(diào)頻葉片也應(yīng)同時(shí)滿足和第一種一樣的調(diào)頻指標(biāo)和安全倍率的要求。 ? 當(dāng)葉片組 B0型振動(dòng)靜頻率（經(jīng)溫度修正）在第二類激振力頻率（ zn）之上時(shí)，要求避開率 δf大于15%為安全； ? 當(dāng)葉片組 B0型振動(dòng)靜頻率（經(jīng)溫度修正）在第二類激振力頻率之下時(shí)，要求避開率大于 12%為安全。 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 72 / 43 頁 第二種調(diào)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(jí)葉片組最低的 B0型振動(dòng)實(shí)際靜頻率（精度修正），赫 ? f靜 2—— 全級(jí)葉片組最高的 B0型振動(dòng)實(shí)際靜頻率（精度修正），赫 ? n—— 額定轉(zhuǎn)速， 1/秒 ? z—— 當(dāng)量噴嘴數(shù)。 ? 調(diào)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(diào)頻葉片安全使用。 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 73 / 43 頁 四、電廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)頻的幾種方法 實(shí)際實(shí)踐中，可能遇到調(diào)頻葉片的頻率不能滿足所需的避開率，這時(shí)應(yīng)對(duì)該級(jí)葉片的振動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)整。只有葉片頻率分散度合格的級(jí)，才能進(jìn)行調(diào)頻。一般來說，凡是能影響葉片頻率的諸因素，都可以作為調(diào)頻手段。電廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)頻的方法有： 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)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(zhì)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(shè)拉筋或圍帶 ? 7）葉頂鉆孔 ? 8）采用長(zhǎng)弧圍帶 能源與動(dòng)力學(xué)院 葉輪機(jī)械與流體工程研究所 孫 濤 第 75 / 43 頁 某電廠 2臺(tái)國產(chǎn) 300MW機(jī)組驅(qū)動(dòng)給水泵小汽輪機(jī)第 4壓力級(jí)葉片事故。 1991年 4月 ,6號(hào)小汽輪機(jī)第 4壓力級(jí)斷葉 11片，附近6片葉片變形嚴(yán)重，該小汽輪機(jī)最高轉(zhuǎn)速 5600r/min，第 4壓力級(jí)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(dòng)葉片數(shù) 146片，動(dòng)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(diǎn)在出汽邊，靜力拉斷區(qū)在進(jìn)汽邊，約占整個(gè)斷面的 1/6，葉片表面點(diǎn)腐蝕坑相當(dāng)嚴(yán)重。該小汽輪機(jī)是變速汽輪機(jī)，對(duì)于一階頻率制造廠設(shè)計(jì)成不調(diào)頻葉片，根據(jù)斷葉狀況分析認(rèn)為，該級(jí)葉片事故由于蒸汽品質(zhì)不良，葉片處于過渡區(qū)域工作，葉片表面鹽類濃縮，造成嚴(yán)重的點(diǎn)腐蝕，使出汽邊很薄的葉片易應(yīng)力集中，加上斷葉位置均在葉片拋光接口處，因此使實(shí)際的葉片動(dòng)強(qiáng)度大大降低，小于 不調(diào)頻葉片 的界限值。經(jīng)過一段時(shí)間的疲勞累積，造成該級(jí)葉片大量斷裂，該廠 2臺(tái)汽輪機(jī)和多臺(tái)小汽輪機(jī)先后發(fā)生第 4壓力級(jí)相同斷葉事故。