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空压机叶片、围带损坏事故分析与处理

2017-12-08 tag标签:叶片(3)

在大型化肥、石油炼制装置中,空气压缩机、合成气压缩机、原料气压缩机、煤气鼓风机和二氧化碳压缩机大都采用蒸汽透平驱动。

从空压机的运行状况看,叶片、围带、拉筋和铆钉损坏或断裂是常见的恶性事故之一。

例如,我国从法国引进的尿素装置的二氧化碳压缩机、大型化肥装置的合成 气压缩机在安庆、南京和广州等地投入运行,在单体试车和正常投产运行中,离 心式压缩机驱动透平都多次连续发生叶片断裂事故。

叶片从根部断裂,甚至连同空压机围带、拉筋和铆钉一起损坏或折断。

断裂的性质、破坏的形态和部位基本相同。

涡轮压缩机叶片

通过断口宏观检查、金相分析和轴振动频谱分析可知,断裂源在叶片出口 边圆弧过渡区,其表面十分粗糙,边缘加工过薄,且有机械损伤,易产生应力集 中,在一定转速下发生共振,导致金属疲劳断裂。

从国内外空压机叶片、围带损坏的事故分析可知,调节级和末级易发生问题。

调节级叶片的受力情况比较复杂、苛刻,它除了承受较高的静应力外,还要 承受较大的气流冲击力、高速回转时产生的离心力和喷嘴气流引起的动应力。

此外,大型化肥装置的五大机组的蒸汽透平经常在变工况下运行。

当空压机在低负荷下运行时,由于蒸气流量的减少,调节级室压力相应降低, 此时调节级热焓值增大,在排汽压力不变的情况下,工作叶片可能会出现过负荷;

当一个调速汽门全开时,调节级啧嘴前后的压差最大,焓降也最大,调节级的负荷将最大, 此时是最危险的工况,叶片最容易发生断裂事故。

末级叶片一般采用变截面的扭曲叶片。由于末级燕汽比容迅速增大,因此叶 片高度增加。

这样,一方面加大了叶片上所承受的离心力,另一方面叶片的根 部、中部和顶部各部位的圆周速度差很大,叶片上所受的离心力不均。

为减少叶片承受的离心力,一般在叶片顶部不安装围带,而在叶片中部采用拉筋的办法; 空压机在变工况下运行,如当蒸气流量超过设计值时,末级焓降有较大的增加, 此时末级叶片同样会出现过负荷。

此外,末级叶片处于湿汽区工作,易受到冲蚀,从而导致末级叶片、拉筋损坏。


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