从材料的耐汽蚀性谈水轮机转轮的选材

通过运行实践认识到水轮机部件使用材料的耐汽蚀性能和耐磨性能是减少汽蚀破坏和磨损的一个重要因素,为适应水力机械的发展需要,作者通过试验研究工作,在金属材料的耐汽蚀性能方面初步取得了一些试验研究资料,可供行业参考。图2,照片8,表2。     

镍基自溶合金喷焊涂层在水轮机过流表面耐磨损、抗汽蚀的研究和应用

水轮机转轮的磨损及汽蚀破坏,是当前水轮机运行中最为突出的问题。对于汽蚀问题,迄今为止选择抗汽蚀性能高的材料制做水轮机转轮,或在过流面采取防护措施仍是改善水轮机抗汽蚀性能的有效手段之一,本工艺采用氧乙炔喷焊工艺在水轮机叶片及过流表面制造NiAl合金涂层,可以有效地提高水轮机转轮抗泥沙磨损及抗汽蚀能力。     

混流式水轮机的汽蚀破坏

水轮机的汽蚀破坏,虽然已经研究了半个多世纪,但到目前仍是一个迫待解决的问题。在水轮机运行中,仍然存在明显的汽蚀破坏。在某种程度上说明水轮机汽蚀破坏的机理还没有充分被认识。此外,选择水轮机安装高程时,如不考虑遭受汽蚀破坏的水轮机部件的材质,那也是错误的。本文在总结水轮机现有运行经验和分析实验室研究成果的基础上作一尝试,并根据使用材料的耐汽蚀性能提出选择水轮机吸出高度的依据。正确地选择材料和允许的吸出高度,可以保证水轮机不受汽蚀破坏而安全地运行。     

试验模型水轮机的增压式装置

增压式试验装置是在水轮机主轴上装一台同轴水泵,利用水轮机和同轴水泵之间的直接水力反馈获得较高试验水头。本文提出将巳有的增压式试验装置加以改进之后,应用于高参数的水力机械试验台,并结合一座汽蚀台的改进进行了较为具体的探讨,指出,采用增压装置可将中比速混流式机组的试验水头由50m提高到125m。     

混流式水轮机模型汽蚀破坏的研究

为了提高水轮机的比转速,需要增大转轮叶片上的绕流速度,这样便加剧了汽蚀破坏的程度。降低汽蚀破坏的途径是合理地设计叶型,增大机组的开挖深度及选用耐汽蚀的材料,而这种材料,从经济和技术观点看,用在水轮机制造中是允许的。为了避免汽蚀破坏,在技术设计时,除有汽蚀特性外,还必须对水轮机转轮的汽蚀破坏区及破坏程度有一个概念。列宁格勒工学院水力机械试验室对模型混流式水轮机的汽蚀破坏进行了一些研究,其结果及     

冲击式水轮机技术进展与发展趋势

与反击式水轮机相比,冲击式水轮机有着应用水头高和高效率工况范围宽的优点,是开发高水头水电能源的核心装备。然而,冲击式水轮机内部为开放式、多相非稳态流场,存在多种流动状态转换以及多部件相互匹配的复杂流动特性,影响着水轮机性能的好坏,进而决定着高水头水电能源的开发利用率。可视化试验技术、计算流体力学、有限元法和人工智能优化设计算法的快速发展加速了冲击式水轮机的技术发展。我国的冲击式水轮机技术起步较晚但发展迅速,经历了从无到有、自主设计和提升改进3个阶段,特别是近20年我国冲击式水轮机技术取得了突破性进展。本文在全面综合国内外冲击式水轮机领域研究成果的基础上,以近20年来冲击式水轮机技术的主要研究进展为重点,从水轮机内部流动特性、泥沙磨蚀研究、失效分析研究及优化设计理论等4个部分对冲击式水轮机技术进展进行了综述,探讨了冲击式水轮机性能分析和优化设计中存在的一些问题,并对冲击式水轮机技术的发展趋势进行了总结和展望。     

水轮机泥沙磨损及其防护措施的探讨

多泥沙河流水电站的水轮机的泥沙磨损和汽蚀破坏,是一个十分严重而又普遍的问题。本文列举了许多磨损破坏的实例,并从实践观点概略分析了破坏特征及磨损与汽蚀的联合作用问题,对防护措施进行了探讨。     

盐锅峡水电站水轮机泥沙磨损情况

一、问题的提出泥沙对水轮机磨损的研究,世界各国都作过不少实验室模型实验和水电站原型水轮机的观测试验工作。但尚有许多问题,如磨损机理和抗磨材料等,目前还在研究之中。我国在这方面的工作,也正在积极开展。因此,目前关于泥沙对水轮机的某些破坏痕迹,尚有不同的看法,也只能通过今后长期的观测和试验研究得到解决。十多年来,我国一些水电站都先后发现了水轮机遭受泥沙磨损破坏的实例。盐锅峡水电站1号机运行二年半后,叶片出水边磨成锯齿形,叶片上有深孔,穿孔(个别穿孔直径达30毫米),转轮下环内表面磨深约30毫米。     

可控喷丸对水轮机抗泥沙磨损性能的影响

本文对水轮机泥沙磨损现象进行分析,阐述水轮机磨损是泥沙切削及对材料的冲击疲劳破坏共同作用所至,由水轮机实际磨损表明进行泥沙磨损防护研究的重的要性,提出了对泥沙磨损防护的新方法。     

水轮机叶片抗气蚀涂层材料的研制

水轮机叶片的气蚀问题,一直是国内外重视而又未妥善解决的研究课题。选择聚氨酯作抗气蚀涂层材料,并作了初步的研究工作。对四种类型的聚氨酯材料作了物理性能对比试验。使用聚醚型聚氨酯,3,3′二氯,4,4′二氨基二苯基甲烷(MOCA)作固化剂,就分子量、官能度、固化剂、固化方式,填料等对涂层的物理性能进行了初步考察。使用15MnMoVCu、A_3钢,低温烧结工业糖瓷,有机玻璃等材料与醚型聚氨酯涂层材料在实验室水洞式(隧洞式)模拟气蚀试验装置上进行试验,结果表明聚氨酯材料具有八十八小时以上的抗耐效果,而其他材料在3～5(?)小时分别出现气蚀与剥落现象。涂层在144瓦小型转浆式水轮机叶片(中等气蚀强度)的实地运行试验表明能抗耐1050小时间断运行。进而在1.8万千瓦混流式水轮机叶片,3.6万千瓦轴流式水轮机叶片,4.17万千瓦混流式水轮机叶片分别进行了涂布试验,其中在4.17万千瓦混流式水轮机上的有些配方的涂层在累积运行七个月(5034小时)以后,在叶片背面出水边有80～00%的涂层面积无气蚀和脱落现象(整个进水边背面涂层基本完整无缺),能抗耐中等强度的气蚀破坏。水轮机运行过程中,由于气蚀破坏作用叶片材料受到严重破坏,关于这种气蚀破坏的机理,国内外都在大量进行研究和探讨,但尚无统一的论述和完整的理论。气蚀可发生在有液体相对快速运动的任何装置中。据报导这些设备中的气蚀破坏效应已有七十年资料记载。为了寻找解决的途径,国外报导使用一些实验室装置,模拟实际工作体系的气蚀效应,企图从设计、加工工艺、材质,以及金属与非金属涂层等方面进行研究。我们考虑采用有机高分子涂层,减缓和避免气蚀破坏、设想采用“以柔克刚”的手段,选用耐磨、耐水强度高,有弹性的聚氨酯材料,用作抗气蚀涂层。关于高分子抗气蚀涂层的研究,国内外都有一些报导,但均未妥善解决,而且由于试验方法不同结果也有差异。下面就一些试验情况进行讨论:     

YGP磨损试验装置的研制

本文叙述了煤的磨损指数测试装置的研究.通过借鉴美国YGP 磨损试验装置的主要参数.研制出适合我国煤种的实际情况的MS—YGP 磨损试验装置.该装置对无烟煤、贫烟、烟煤和褐煤等具有广泛的适应性.该装置对我国近30种典型动力用煤的磨损指数测定结果与若干电厂工业磨煤机的实际运行情况相吻合.具有较高的可靠性.运用MS—YGP 磨损试验装置测定的数据,可作为工业磨煤机的选型依据之一.     

盐锅峡水电厂水轮机转轮的汽蚀磨损及叶片形状的修整

本文概述了盐锅峡水电厂的基本情况及水库的泥沙特性;叙述了水轮机汽蚀破坏的部位及特征,转轮叶片形状对汽蚀破坏的影响及叶片形状的修整;介绍了一种在水电厂检修中简单易行的翼型测绘方法;对于含沙水流对水轮机转轮的破坏进行了初步探讨。通过转轮翼型的全面修整,不仅提高了水轮机的出力,而且减轻了水轮机的汽蚀磨损破坏,使大修周期延长,转轮补焊量大大减少,收到了明显的效果。     

混流式水轮机汽蚀原因初析

我国大多数水电站的混流式水轮机都存在着汽蚀的破坏,汽蚀引起了水轮机效率的下降,缩短了检修周期,增长了检修工期,严重地影响了水电站的安全经济运行。本文作者通过长时间的实践和体会,立足本厂参考国内对我国混流式水轮机转轮十六个汽蚀区逐区进行了比较系统的初步分析,提出了我国水轮机汽蚀严重的主要原因,特别对制造质量和翼型问题提出了强烈的要求,结合原因分析,阐述了一些对汽蚀的处理意见。限于篇幅,本刊有删节。     

中小型水轮机的抗磨蚀喷焊工艺

扼要地介绍了水轮机过流部件耐汽蚀和抗磨蚀喷焊工艺。运行表明,在中小型水轮机上采用喷焊合金粉末效果显著。     

水轮机汽蚀及泥砂磨损的过程和机理探讨

作者通过对八盘峡水电厂瑞典水轮机的观察,详细地阐述了汽蚀和泥砂磨损的发生、发展,以至最终造成水轮机破坏的全部过程。图6。     

青铜峡水电厂^#5机转轮的改造

青铜峡水电厂水轮机转轮部分的汽蚀磨损非常严重,＾＃５机更换瑞士苏尔寿公司的转轮后在抗磨蚀、增加出力等方面得到了改善。     

八盘峡瑞典水轮机汽蚀磨损性能及初步分析

本文根据八盘峡瑞典水轮机的运行实践,从制造上肯定了该机组叶型加工准确、表面光洁度高,采用不锈钢材料或不锈钢护面等抗汽蚀耐磨措施;从运行方面总结机组设计吸出高度为-5米,实际为-7～-9米,并且严格控制运行工况等,有利减轻汽蚀磨损措施。文中还对现行转轮叶片修复措施提出了几点看法。     

金属材料泥沙磨损破坏微观形貌研究

本文对水轮机叶片常用材料的泥沙磨损破坏的宏观和微观形貌进行了分析,叙述了泥沙磨损的微观破坏过程及提高材料料耐磨损性能的途径。     

用非金属涂层修复水轮机水泵的磨蚀损坏

用非金属涂层修复水轮机水泵的磨蚀损坏广东省电力试验研究所罗铭辉，吴莲芝水轮机与水泵运行日久，难免会受到泥沙磨损与汽蚀的破坏，修复这些损坏部位一般用不锈钢焊补效果比较好，但有时由于施工条件的限制，在电焊条接触不到的地方，以及由于某些材料性能特点等原因，...     

我国有关水机磨蚀研究和防护措施

本文较系统地回顾和总结了我国三十多年来在水机磨蚀研究方面的进展情况及全国性的联合体组织。包括水轮机泥沙磨损和气蚀危害概况、磨蚀机理研究与探讨、室内浑水模拟实验装置及现场真机试验观察、抗磨蚀材料及保护涂层研究成果,以及枢纽布置、优化运行和机型参数选择等。