固体颗粒对汽轮机通流部分的冲蚀与防治对策

研究分析汽轮机中固体颗粒的产生和来源、固体颗粒冲蚀物特性与冲蚀机理、固体颗粒动力学，从消除固体颗粒源、减少通过汽轮机通流部分的固体颗粒、减轻固体颗粒冲蚀的通流部分设计、改善通流部分表面的耐冲蚀特性等方面提出防止和减轻固体颗粒对汽轮机通流部分冲蚀的对策与解决办法。     

水工混凝土冲击磨损行为与机理研究

本文进行了混凝土材料含沙高速水流冲蚀试验,考察和分析了其冲蚀性能与磨损机理,混凝土材料呈现出脆性材料的冲蚀特点。低角度冲击时,硬质磨粒水平方向的切削作用起主导作用;90℃冲击角度条件下,裂纹的形成,扩展,微断裂是混凝土冲蚀破坏的根本原因,表层及亚表层缺陷是主要裂纹源。     

水工混凝土冲击磨损行为与机理研究

本文进行了混凝土材料含沙高速水流冲蚀试验,考察和分析了其冲蚀性能与磨损机理,混凝土材料呈现出脆性材料的冲蚀特点.低角度冲击时,硬质磨粒水平方向的切削作用起主导作用;90°冲击角度条件下,裂纹的形成、扩展、微断裂是混凝土冲蚀破坏的根本原因,表层及亚表层缺陷是主要裂纹源.     

汽轮机喷嘴固粒冲蚀模化试验系统及测试方法

基于相似模化理论，并结合数值模拟结果自行设计研制出超超临界、超临界、亚临界3种汽轮机调节级喷嘴蒸汽参数范围的高温高速气固两相流模化试验系统，为研究叶片材料抗固粒冲蚀特性和粒子运动行为规律提供必需的试验条件。为人工生成上述条件下的气固两相流，还研制出一种可调性宽、稳定性良好的固体颗粒加料系统，并对影响加料量脉动因素及其抑制方法进行了专题研究；利用PIV技术并经过多次尝试获得温度在650℃以下、粒子尺寸为2~ 150mm范围、颗粒群速度为150~500m/s的速度矢量场及其运动行为特征；借助快速响应的电子秤并结合取样、调节和控制等多路辅助子系统解决了颗粒加料量的静态和瞬态测量难题；为说明本模化试验系统的主要功能和关键参数的测试方法，文中还给出2个试验研究实例及其典型结果。     

超（亚）临界汽轮机S.P.E磨损及其防止措施

超（亚）临界汽轮机Ｓ．Ｐ．Ｅ．磨损及其防止措施汽机投产运行较长时间后，往往从锅炉炉管及主蒸汽管等内壁上脱落一些微细锈垢的固体颗粒，并随蒸汽冲人汽机，而使主蒸汽阀内阀、喷嘴、动叶片等处出现冲蚀磨损现象，此即所谓的汽机Ｓ．Ｐ．Ｅ．（固体颗粒冲蚀）磨损。随...     

汽轮机进汽固体颗粒捕集技术研究

锅炉氧化皮脱落产生的固体颗粒导致汽轮机叶片破损、阀门磨损、围带铆钉磨损等问题,是超临界、超超临界机组面临的世界性技术难题之一,分析了流场的分布规律,制定了减小固体颗粒对汽轮机喷嘴的冲蚀的措施,达到提高汽轮机寿命的目的。     

离心泵内固体颗粒运动规律的实验研究

工作在固液两相流条件下的水力机械部件普遍存在程度不一的磨损破坏,这种破坏主要是过流介质中固体颗粒对部件表面的冲蚀磨损的作用结果。本文应用高速摄影技术,全面追踪和研究了离心泵叶轮流道内固液两相流中固体颗粒的运动轨迹及规律、特别是固体颗粒与过流部件的瞬间撞击过程,系统研究了固体颗粒的粒径大小、密度、进口参数以及运行工况(流量和叶轮转速等)对颗粒运动轨迹的影响规律。固体颗粒对过流部件的冲击破坏作用主要发生在叶片工作面,质量较大的硬质颗粒主要对叶片头部区域产生高角度(60°~90°)的撞击,冲蚀破坏作用较大;质量较小的颗粒主要对叶片工作面的中后部区域产生低角度(20°~50°)的撞击,其破坏作用相对较弱。发生在这两个区域的撞击过程也存在很大的差异,颗粒撞击叶片头部后直接反射回来,与叶片中后部撞击后存在颗粒在壁面上的相对滑动过程。     

高级优质钢及高铬铸铁抗冲蚀的研究

本文研究两种材料在研磨介质中的冲蚀特性,当石英砂在常规的入射角撞击时,高级优质钢较高铬铸铁产生大范围的局部塑性变形和较低的冲蚀率;然而后材料断裂时,却显示出高的冲蚀率;鉴于钢球表面冲蚀时受低角度冲蚀控制,以及高的应变率导致不稳定性增加,因而使高级优质钢较高铬铸铁更易于冲蚀磨损     

汽轮机通流部件抗冲蚀涂层组织性能及应用

针对汽轮机通流部件冲蚀损伤机理,采用超音速火焰喷涂制备了NiCr和WC-Co金属陶瓷涂层,研究分析了不同涂层的组织结构、机械性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能,探讨了2种涂层的磨粒磨损机理及冲蚀磨损机理。研究结果表明,超音速火焰喷涂制备的NiCr金属陶瓷涂层结合强度为70 MPa,孔隙率为0.5%,涂层致密。NiCr和WC-Co金属陶瓷涂层表现出相近的磨粒磨损和冲蚀性能,与2Cr13基体材料相比其抗磨损和冲蚀性能均得到显著提高。但是经过80次540℃的热循环后,NiCr金属陶瓷涂层保持完好,无明显开裂,而WC-Co涂层热循环后涂层发生明显的开裂失效。因此NiCr金属陶瓷涂层能够作为耐水蚀、耐固体颗粒侵蚀涂层应用在汽轮机通流部件上,显著提高通流部件抗冲蚀性能,有利于延缓通流部件使用寿命,具有广阔的应用前景。     

超音速火焰喷涂制备NiCr金属陶瓷涂层的抗高温硫腐蚀与冲蚀磨损性能

为解决燃用高硫煤的超临界、超超临界机组锅炉受热面发生的高温硫腐蚀与冲蚀磨损,采用超音速火焰喷涂技术,喷涂自主开发的NiCr金属陶瓷涂层,研究该涂层的抗高温硫腐蚀性能以及冲蚀磨损性能,并通过现场挂片试验,考察涂层经过8 000 h服役后的剥落情况。喷涂态NiCr金属陶瓷涂层孔隙率为0.55%。在700℃环境中的高温硫腐蚀试验结果表明NiCr金属陶瓷涂层具有比2Cr13高的抗高温硫腐蚀能力,同时该涂层具有较高的抗冲蚀磨损性能。该研究利用超音速火焰喷涂的NiCr金属陶瓷涂层在贵州某燃用硫含量为2.81%的高硫煤火电厂中经8000h现场挂片服役后,涂层表面完好,结果表明该NiCr金属陶瓷涂层可有效提高超临界、超超临界机组受热面的抗高温硫腐蚀和磨损性能。     

电站锅炉管道高温冲蚀磨损和和涂层防护技术

水冷壁、过热器、再热器及省煤器管道的飞灰高温冲蚀磨损是电站锅炉管道失效的主要原因之一。采用热喷涂金属涂层、陶瓷涂层、金属陶瓷复合涂层及金属间化合物涂层等技术,能有效控制高温冲蚀磨损,是解决锅炉管道高温冲蚀磨损问题的一个经济、可行的途径。本文在分析电站锅炉管道的高温冲蚀磨损行为的基础上,综述国内外用于高温抗冲蚀热喷涂防护涂层的研究和应用进展。     

超临界机组汽轮机固体颗粒侵蚀的综合研究

章在调查国内外超临界和非超临界汽轮机固体颗粒侵蚀(Solid Particle Erosion，SPE)损伤及其对机组安全经济性影响的基础上，介绍了固体颗粒的生成和特性以及采用数值计算方法研究固体颗粒在超临界汽轮机调节级和再热级内的运动特性的主要结果，并分析了汽轮机通流部分喷嘴和动叶片的侵蚀机理和侵蚀特性；章还介绍了为预防汽轮机喷嘴和动叶片免受固体颗粒侵蚀所采用的表面硬化处理技术，包括等离子喷涂层和扩散渗层在内；最后，给出了防范超临界火电机组固体粒子侵蚀的综合有效的措施，这些措施对预防非超临界机组的固体粒子侵蚀同样也是有效的。     

基于等离子体的抗冲蚀涂层技术及其在直升机发动机领域的应用

军用直升机和运输机在沙漠地带或简易跑道强行起降时,砂尘会对飞机叶片造成冲蚀损伤,导致压气机性能衰减和结构完整性破坏,严重影响发动机工作可靠性。为此,介绍了发达国家在冲蚀损伤机理、多层涂层技术、制备方法、冲蚀试验体系、涂层环境适应性以及涂层设计方法等6个方面的研究和发展情况;综述了我国在涂层材料体系、环境特性、制备方法与考核试验等方面开展的初步研究,指出与在这些方面与俄、美等国存在的巨大差距,并提出研究系统性不强、缺少相应的涂层设计手段、未验证考核方法的有效性以及基础研究不够深入等是制约抗冲蚀涂层技术发展和应用的主要原因。该研究明确了我国抗冲蚀涂层技术的研究发展方向,为进一步开展抗冲蚀涂层技术研究奠定基础。     

防高温冲蚀磨损涂料

防高温冲蚀磨损涂料安徽工学院材料系刘少光浙江温州科得力涂料厂陈伯林据统计，燃煤发电厂粉煤锅炉燃烧尾气对省煤器、再热器、过热器、水冷壁等换热器管道高温冲蚀磨损造成的破坏大致占管路破坏的三分之一。这大大地影响了电厂的正常运行，造成了很大的社会效益和经济效...     

水力机械中冲蚀磨损规律及抗磨措施研究进展

工作在固液两相流条件下的水力机械普遍存在破坏程度不一的冲蚀磨损作用，给工程实践和经济效益带来严重的阻碍和巨大的损失。本文主要介绍多年来相关研究人员致力于水力机械内冲蚀磨损规律及抗磨措施的研究进展，前者包括两相流流场中过流部件的冲蚀磨损规律试验研究、数值模拟和磨损预测；后者涉及水力机械机组的抗磨优化设计及抗磨材料和表面抗磨处理研究。作者结合自己的研究提出了水力机械冲蚀磨损的研究发展方向和前景预测。     

超(超超)临界机组固体颗粒冲蚀的机理及防治

通过研究超超临界汽轮机固体颗粒侵蚀产生的原因,在制造和运行中采取通流部分优化及喷涂硬化、灵活运用旁路系统等防治措施,可有效降低固体颗粒侵蚀现象的发生。     

循环流化床易磨损部件选材试验研究

在含ＳＯ２成分、添加石英砂细粉的８００°Ｃ烟气中，对７种耐高温材料进行了热态磨蚀腐蚀试验。用称重和测厚法测量了试件的失重和减厚量，采用金相显微镜和扫描电镜（ＳＥＭ）对试验后的试样表面和侧面进行形貌和组织观察，用Ｘ射线扩展能谱（ＥＤＡＸ）进行腐蚀层的元素分析，并用显微硬度计测量基体、涂层等的显微硬度。试验结果表明，在本试验的参数条件下，试验表面的破坏是以石英砂的高温冲蚀磨损为主，ＳＯ２气氛的热腐蚀作用不明显。Ａｌ２Ｏ３陶瓷的高温耐冲蚀腐蚀性能最好。在几种耐高温合金材料中，Ｆｅ３Ａｌ基合金的磨损量最小。试验结果为循环流化床惯性分离器和底饲回燃喷嘴等元件的合理选材提供了宝贵的依据。图７表５参９     

660／1000MW超超临界喷嘴叶栅耐磨涂层研究

在超超临界机组中为减少喷嘴叶栅受固体颗粒冲蚀,日立公司在设计中提出了对660MW喷嘴叶栅在出气侧处喷涂NiCr-Cr3C2涂层,东汽表工所采用HVAF超音速火焰喷涂工艺,对660MW喷嘴叶栅从单叶片喷涂、组焊叶片喷涂,及涂层组织与性能分析等方面进行了大量的试验与研究。     

基于SPE的660 MW超临界汽轮机阀控方案数值模拟研究

超临界汽轮机更为突出的固体颗粒侵蚀问题,已成为限制其运行灵活性的障碍。在汽轮发电机组深度调峰和频繁调峰运行模式下,优化阀控方案是减少固体颗粒侵蚀对汽轮机的危害的有效途径。论文以某660 MW超临界汽轮机为研究对象,建立调节级固体颗粒侵蚀模型,对机组在滑压运行和定压运行两种方式下、对应不同工况下,固体颗粒对汽轮机调节级动叶的侵蚀情况进行了数值模拟。通过数值模拟,确定了该型超临界汽轮机调节级固体颗粒侵蚀的主要发生部位,得到了机组分别在定压和滑压运行时,调节级固体颗粒侵蚀密度随负荷变化的规律。通过对模拟结果的分析,提出了降低调节级动叶固体颗粒侵蚀的阀控方案。     

362MW汽轮机通流部件的固体颗粒侵蚀分析

通过对362MW进口机组2次大修检查,确认中压缸第1级隔板喷嘴和叶轮遭受固体颗粒侵蚀。分析了隔板和叶轮遭受侵蚀的机理,提出了增强汽轮机通流部件抗侵蚀性的对策。