精益管理 精益管理 - 191 - 60MW汽轮机转子产生裂纹 原因分析及处理措施 深圳钰湖电力有限公司，李再平 摘 要：汽轮发电机组转子裂纹可能导致发生断轴毁机事故并造成重大损失,如何及时检查、发现和处理转子裂纹， 对于保障机组的安全稳定运行具有重要的现实意义。本文通过介绍广东地区多家燃气电厂60MW汽轮机转子裂纹现象，分 析裂纹产生的主要原因，提出避免转子再发生裂纹的运行操作建议，以及相应的检修处理和防范措施。 关键词：汽轮机；转子裂纹；金属疲劳；材料蠕变 1 问题的提出 广东地区多家 9E 燃机电厂机组为调峰运行[1]。 其中，燃气轮机型号为 PG9171E，蒸汽轮机（以下简 称“汽轮机”）为哈尔滨汽轮机厂（或上海汽轮机 厂）生产的双压、单轴、单缸、冲动、凝汽式机组 [2]，功率 60 MW。投运时间分别为 2 004 年、2 005 年。 机组运行 10 年后， 各电厂进行汽轮机揭缸大修， 发现多台汽轮机转子高压调节级变截面倒角位置出 现整圈径向裂纹[3]，裂纹深度约 2.1-2.8 mm。 2 汽轮机转子裂纹情况 2.1 案例 1 深圳某电厂汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的汽 轮机，转子材质 30 Cr1Mo1V 高温耐热合金钢，机组 累计运行 4 万小时，启停 2 300 次。转子第一级调 节级叶轮 叶根部 与汽封处 出现裂 纹，裂 纹深度 约 2.1-2.8 mm。转子返厂进行车削处理，单边车削 4.2 mm，成“U”槽。如图 1 所示。 2.2 案例 2 东莞某电厂汽轮机为上海汽轮机厂生产的，转 子材质 25Cr2NiMo1V。 机组累计运行 2.4 万小时，启 停 1 700 次，转子第一级调节级叶轮叶根部与第二 级叶轮处出现裂纹，裂纹深度约 2.1-3.2 mm。转子 返厂进行车削处理， 单边车削 5.0 mm， 成 “U” 槽[4]。 3 从汽轮机转子结构尺寸分析转子裂纹产生原因 汽轮机转子为整锻+套装单轴结构，转子无中心 孔，通流部分为 18 级压力级。调节级位置转子直径 为 600 mm 整锻实心结构，调节级倒角为 R5°[5]。 可以看出，调节级位置转子直径尺寸大、结构为变 截面，调节级叶轮叶根部 R 角倒角小。当蒸汽加热 或冷却时温差发生变化，因转子调节级位置结构尺 寸大，导热需相当长时间，转子中心到表面之间温 度不均匀，因此在汽轮机转子内部产生热应力，长 期热应力将引起转子金属疲劳损伤[6]~ [9]。 图 1 哈尔滨汽轮机厂生产的单轴、单缸、冲动、凝汽式汽 轮机运行 10 年后，第一级调节级后转子发生裂纹 图 2 上海汽轮机厂生产的汽轮机，运行 10 年后，第一级 调节级前发生裂纹