调频叶片的安全准则

1、调频叶片的安全准则热能0101 阎潇 陈曦 涂智文前言在叶片强度方面，对静蒸汽弯应力所做的限制，以及在评价叶片振动安全性方面，对低频激振力（kn）和高频激振力（nz）最小避开率的规定，都来自国外四五十年代的有关资料 ，这些准则经过国内多年来的时间的结果，虽然使相当多的叶片能做到安全运行，但是存在许多不合理的情况。有鉴于此，国内从1977年开始指定新的叶片振动安全准则。汽轮机不调频叶片振动强度安全准则 由水电、机械两部下达汽轮机调频叶片振动强度安全准则 由机械部电工总局以 JB/DQ1014- 18标准正式颁布执行概念及名词解释所谓不调频叶片，是指叶片工作时，其固有振动频率可与某种激振力频率相共

2、振。考虑这类叶片的动强度安全性时主要是考虑核叶片共振时的动应力水平。所谓调频叶片是指需要通过调整叶片的固有频率来避免运行时发生共振，对此，叶片的频率特性及其相应的动应力水平，在考核叶片安全性时是同等重要的。第一种调频叶片：切向A0型振动与kn共振第二种调频叶片：切向B0型振动与zn共振第三种调频叶片：切向A0型振动与zn共振叶片振动强度安全准则将叶片的振动和强度两者结合起来考虑；对叶片的结构、寿命、工况等因素进行修正；规定以叶片振动方向的蒸汽弯应力为计算基础。一些参数与计算式a*：材料在一定应力作用下所能承受的动应力的幅值称为耐振强度或疲劳强度。sb*：振动方向蒸汽弯应力Ab：安全倍率。 Ab

3、 =a*/ sb*a*的修正1。先根据叶片所使用的材料，在符合疲劳强度图上查取。2。截止腐蚀系数K1：过热蒸汽区K1=1.0 过渡区K1=0.5 湿蒸汽区K1=0.83。表面系数K2：一般叶片K2=1.0 镀铬叶片K2=0.84。尺寸系数Kd：当叶型最大厚度超过6mm时，耐振强度相应降低， Kd用修正。 Kd可由曲线查出。sb*的修正1。有效应力集中系数K3：对叶型底部，根据圆角大小，取K3=1.1-1.4，在一般情况下，推荐K3=1.3。2。通道系数K4：由于叶片和喷嘴积垢，流道面积缩小并导致蒸汽作用力增大，因此须用K4修正。在结构程度一般的汽轮机中， K4取值如下：过热区K4=1.1 过渡

4、区K4=1.1 湿蒸汽区K4=1.03。成组影响系数K：在叶片组作同相共振时，由于叶片连接成组，使动应力较单个叶片时为小。理想情况下，两者之比为，称为成组系数。用K来修正。对于低频激振力，成组系数=sin (m k/zb)/(m sin k/zb ）k=2-12, K=(1+)/2；k=13及以上， K=1。sb*的修正（续）对于高频激振力，成组系数=sin (m z/zb)/(m sin z/zb ）。当0.2时，取K=0.2；当0.2时，取K=。在组内叶片异相共振时，连接成组的影响随振型而异。B0共振时，可取K=1.0。，上述各式中：k共振率； zb全级叶片数；z整级喷嘴数或当量喷嘴数；m

5、拉筋连接的叶片数。4。流场不均匀系数 K5：在级的前后有进汽、抽汽或排汽时，增加了流场不均匀性，从而会增大该级动叶片的激振力，用K5来修正：对于级前有进汽（抽汽），级后又有抽汽（排汽）的汽轮机级，取K5 =1.1；对于级后有抽汽或排汽的汽轮机级，取K5 =1.0；对于级前有进汽（抽汽），或级后有全周抽汽的汽轮机级，取K5 =0.9；对于级前后均无抽汽的中间级，取K5 =0.8；对于A0、B0与zn共振的叶片，取K5 =1.0。修正过后的总公式调频叶片安全倍率Ab的计算公式的形式如下：Ab=（K1K2KD a* ）/（K3K4K5K sb* ）为了使叶片的动应力保持在安全水平，调频叶片应同时满足

6、调频指标和安全倍率界限值Ab的要求。第一种调频叶片（组）的动频率要求对于我国常用额定转速为3000转/分的电站汽轮机，当叶片的频位介于k与k-1之间时，作为第一种调频叶片（组）的动频率应符合下式要求：f动1-（k-1）n17.5赫；kn2-f动27.5赫式中： f动1工作温度下叶片（组）在工作转速为n1时的实际动频率，赫； f动2工作温度下叶片（组）在工作转速为n2时的实际动频率，赫； n1工作转速上限，1/秒；n2工作转数下限，1/秒；k转数的倍数（k=2，3，4，5，6）第一种调频叶片调频指标围范位频 2 23 34相应转速，1/秒 动频f动，赫49.090.550.5，49.0108.5139.550.5，49.0159.0188.5围范位频 45 56相应转速，1/秒 动频f动，赫50.5，49.0209.5237.550.5，49.0260.0286.5第一种调频叶片安全倍率界限值汽轮机叶片（组）的最小安全倍率Ab如不低于下表所列界限值Ab，则一般可作为第一种调频叶片安全使用。* 4.565.0之间要慎用调频范围 15%f 2=（ zn-f静2）/zn 100%12%式中：f静1全级叶片组最低的B0型振