书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 2

混流式水轮机磨蚀与防护措施研究.pdf

  • 上传人:feng3402116
  • 文档编号:92045344
  • 上传时间:2019-05-21
  • 格式:PDF
  • 页数:2
  • 大小:208KB
  • 配套讲稿:

    如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。

    特殊限制:

    部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。

    关 键  词:
    混流式 水轮机 磨蚀 防护 措施 研究
    资源描述:
    第32卷第2期
    人民黄河
    2010年12月
    YELLOW RIVER
    Dec.,2010
    水利水电工程
    混流式水轮机麾蚀与防护措施硏究
    阳莉,李延,陈德新
    (华北永利水电学院,河南郑州450011)
    摘要:混流式水轮机磨蚀严重的部位是叶片背面出口边靠近下环处、下环内外表面等。根据黄河水流的特性和对磨
    规律的分析,水轮机的磨蚀防护一般采取聚氪酯涂层防护、高速氧燃喷漆碳化钨防护、优化转轮设计、减少过机泥沙等综
    合措施,取得了一定的效果。
    关鍵词:混流式水轮机;水轮机磨蚀;防护措施
    中图分类号:TK730.8文献标识码:Bdoi:10.3969/j.isn.1000-1379.2010.12.09
    黄河是世界上含沙量最大的河流,平均含沙量为37.5kg/磨蚀破坏。抗磨板是刘家峡水轮机磨蚀较为严重的过流部件,
    m3,因此黄河上水电站水轮机泥沙磨蚀较为严重。较早投产的一般上抗磨板磨蚀较轻、下抗磨板磨蚀严重。主要表现:在导
    龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、天桥和三峡7座大叶全关位置,因间隙空蚀而造成上抗磨板表面呈导叶关闭状态
    中型水电站,有混流式水轮机18台,水头为38~100m,水轮机的槽状深坑;下抗磨板接缝处以及与底环蝶形边搭接处因过流
    比转速为190~241m?kW,属于中高比速的混流式水轮机。而冲刷成深坑。
    水轮机的类型不同,磨蚀的部位和强度以及相应的防护措施也
    不相同,笔者着重分析了混流式水轮机的泥沙磨蚀及防护2水轮机磨蚀原因分析
    技术
    2.1过机沙量大是磨蚀的主要原因
    1混流式水轮机磨蚀的特点
    含沙河流对水轮机的破坏常常是空蚀和泥沙磨损造成的
    泥沙的存在给空化侵蚀创造了一定的条件,反过来,磨损的粗
    1.1叶片的磨蚀
    糙过流表面又促进了空蚀。以刘家峡水电站为例,1978年汛期
    混流式水轮机叶片的磨蚀通常发生在叶片正面和背面
    以前,水轮机基本在清水中运行,以空蚀破坏为主,仅出现过泥
    叶片进口边背而靠近下环转弯处及正面出水边靠近下环处最沙暦损的痕迹。1978年5-7月的过机沙量是前43个月过机
    为严重。盐锅峡水轮机叶片进口边背面靠近下环转弯处出现沙量的2.6倍,此时,水轮机的破坏转变为以磨损为主,并且出
    了大而深的凹坑,坑深30~50m,连成片。叶片背面均有魑现了空蚀和磨损同时存在的情况。当过流表面出现大量的鱼
    蚀,表现为上轻下重,下部靠近下环宽约400mm范围内严重磨
    鱗坑以后,水流条件恶化,产生:脱流或旋涡,从而使空蚀得以发
    蚀,原抗磨层全部磨去,出现大量顺水流方向的沟槽、槽深生,而空蚀破坏又使材料晶体组织疏松,加快了磨损速度,接着
    10~20mm,个别地方已磨穿,叶片出水边已磨蚀成锯齿状缺口。
    出现的沟槽更易产生空蚀。因此,必须减少过机沙量,以减轻
    1.2下环的磨蚀
    水轮机的磨蚀。
    混流式机组下环内外表面是磨蚀的易发区,水头越高该区2.2叶片工艺是黁蚀的重要原因
    的磨蚀越严重。刘家峡水电站旧转轮下环内侧表面出现磨蚀
    据观察与试验,水轮机叶片的好坏直接影响水轮机的抗空
    麻面、上端面普遍磨蚀成顺水流方向的粗大沟槽、深10~15蚀性能。根据空蚀破坏机理,旋涡空蚀发生的原因是转轮叶片
    mm;新转轮的下环,尽管采用了抗臍性能好的不锈钢材料,但表面糙度过大或凸凹不平诱发局部脱流产生的。叶片表面越
    还是有磨蚀现象产生。
    光,在相同的大修周期内,空蚀越轻。盐锅峡水轮机是我国20
    1.3导叶的磨蚀
    世纪60-70年代生产的产品,制造质量不高,叶片靠手工打
    ,叶片表面糙度大,波浪度大,而且有鼓包,这些原因使转轮
    混流式机组由于应用水头较高,导水叶区流速较大,因此
    内部流态不好,产生局部速度过高或脱流,促使空蚀和磨损的
    往往会发生空蚀。在多泥沙河流,导叶上也经常有磨蚀发生,
    产生。该电站对不合理的流道及叶片进行修型改造后磨蚀明
    尤其以导叶的立面密封、端面的磨蚀最为严重。一般情况下
    机组水头越高、含沙量越大,导叶的磨蚀越严重。严重磨蚀的显减轻。
    活动导叶立面密封及端面,使导水叶关闭时漏水量增大,易导
    收稿日期:2010-03
    致机组无法停机。
    基金项目:水利部948”计划技术创新推广转化项目(C1200207)。
    1.4抗磨板的磨蚀
    作者简介:阳莉(1985-),女,责州六盘水人,硕士研究生,研究方向为水电站
    状态控制
    混流式机组导水机构上下抗磨板间隙空化易受到泥沙的
    E-mail:lulu19850715@163.com
    213?
    人民黄河2010年第12期
    2.3叶片材质是磨蚀的本质原因
    佇音速的喷涂火焰,使粉末喷涂在基材上形成致密的涂层2。
    根据黄河泥沙中矿物质成分分析可知,黄河泥沙物质成分喷涂材料可用抗磨金属粉末、碳化物金属陶瓷,其中碳化钨
    多为石英、长石等,其硬度值为莫氏硬度7左右,而制造水轮机(WC)粉末在抗泥沙磨蚀方面表现出突出的优越性。小浪底6
    叶片的金属材料硬度一般为莫氏硬度4.5左右,远小于沙粒硬台水轮机叶片和部分机组活动导叶上采用了HVOF-WC涂
    度。根据沙粒艪损机理,泥沙颗粒的硬度高于水轮机过流面硬层,自2000年1月首台机组投运到2003年底检查时,机组最多
    度时,沙粒与过流面沖撞后硬度高的沙粒将压入较软的水轮运行时间为17320h,各机组涂层均有不同程度的脱落,但脱落
    机过流表面,使之产生塑性变形,给微切削过程创造条件。因面积不大,涂层大部分完好,总的看来,碳化钨涂层具有较好的
    此,金属材质的抗蚀性能取决于金属材料的耐臍性,而金属抗磨性能。
    材料的耐磨性不仅取决于其硬度,还与金属组织有很大的关3.3优化水轮机设计
    系。对于均匀组织的材料,影响抗磨蚀的因素主要是硬度,而
    水轮机磨蚀的机理表明,流速高、脱流、旋涡均会加重磨
    对于非均匀组织的金属,影珦抗磨性的因素主要是显微组织。蚀。转轮流道设计不合理造成局部流速过高及脱流,会加重水
    对于金属材料,其抗磨性能的好坏,不仅取决于材料的硬度,还轮机的磨蚀。盐锅峡水电站第一台机组在2004年改造中,转
    取决于材料的韧性和脆性ε以刘家峡水利站为例,运行前期5轮为高效不锈钢转轮,转轮叶片由14片增加至15片,改造后
    台转轮均为C20 Simn(备用转轮为不锈倒结构),导叶和底环的水轮机流量由原来的138m/s增加到149.8m/s,水轮机效
    为Z(30,从运行结果看,Z,20SiMn的抗空蚀性能和抗磨损性率由原来的87.6%提高到92.7%,在此基础上,进一步优化导
    能都很差,因此水轮机的空蚀与磨损都比较严重。后经过机组水叶、顶盖结构,使水轮机出力由原来的4.4万kW提高到5.
    改造,更换为材质为0Crl3Ni4Mo的不锈钢转轮后,抗磨蚀状况12万kW,水轮机的磨蚀也得到了较好控制。另外,合理优化
    有了较大改善。在后续的机组増容改造中,水轮机主要过流部母体材料也是防护轴流式水轮机磨蚀的一种方法,水轮机的材
    件采用了优质抗觱不锈钢材料OCr13-16Ni4-5Mo,使机组的料应选用质量均一、结构致密、硬度高、韧性和抗拉力强、抗疲
    抗磨能力大幅度提高。
    劳性能好且便于加工的材料。
    2.4磨蚀区处理质量是黁蚀的关键原因
    3.4减少过机泥沙
    对蚀区的处理,目前仍采用电弧气紉后堆焊抗臍不锈钢
    减少过机泥沙是防磨蚀的一种有效措施。从1974年开
    层,最后打磨成型的办法。但是有时电弧气刨不彻底,存在堆始,刘家峡
    展开阅读全文
      文档分享网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:混流式水轮机磨蚀与防护措施研究.pdf
    链接地址:https://www.wdfxw.net/doc92045344.htm
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    版权所有:www.WDFXW.net 

    鲁ICP备14035066号-3




    收起
    展开