高含沙对水轮机组的危害及对策

混流式水轮机在高含沙水流中运行时 ,常遭受泥沙磨损和磨蚀的破坏。本文主要介绍作者在魏家堡水电站对混流式水轮机的易磨蚀部件进行修复、修型、改型等抗磨蚀措施方面的实践情况。通过综合治理 ,提高抗磨蚀性能。     

三峡水电站混流式水轮机叶片磨蚀机理浅析

针对空蚀与泥沙磨损影响水轮机安全运行的关键问题,分析了空蚀与磨损破坏机理,研究了湍流的拟序结构对磨蚀的影响,并结合三峡水轮机真实磨蚀状况,对水轮机叶片磨蚀机理进行了浅析,为水轮机的运行管理及合理的维护和检修提供了参考依据.     

提高水轮机抗磨蚀性能的关键技术措施

我国已运行的许多水轮机严重遭受泥沙磨蚀破坏.本文指出了影响水轮机过流部件——转轮、导水机构和止漏环磨蚀破坏的要素和部位,从水力试验研究、结构、材质、加工工艺和表面保护等方面较详细地论述了提高水轮机过流部件抗磨蚀性能的关键技术措施.     

基于正交试验的水轮机表面涂层抗磨蚀特性分析

为了减轻水轮机的磨蚀危害,采用赣江原型沙,在实验室条件下模拟磨蚀工况,通过正交试验法测定了2种不同沙粒粒径、3种不同时间段、2种水流含沙量、2种表面涂层(钴铬碳化钨涂层和钴铬碳化钨微晶石蜡复合涂层)条件下水轮机磨蚀失重量,并对试验结果进行极差分析。试验结果表明,磨蚀时间、表面涂层、水流含沙量、沙粒粒径4种因素对水轮机磨蚀破坏的影响程度依次减小;对比各因素极差值可知低孔隙率、高结合强度的表面涂层磨蚀失重量小,抗磨蚀性能好。     

安康水电厂3~#水轮机尾水管抗磨蚀处理

针对安康水电厂水轮机尾水管磨蚀破坏情况进行了分析 ,提出了利用喷涂技术进行抗磨蚀处理的方法。结合安康水电厂的实际情况 ,对喷涂材料、喷涂方法进行了试验和研究 ,最终选出最佳方案     

安康水电厂3#水轮机尾水管抗磨蚀处理

针对安康水电厂水轮机尾水管磨蚀破坏情况进行了分析,提出了利用喷涂技术进行抗磨蚀处理的方法.结合安康水电厂的实际情况,对喷涂材料、喷涂方法进行了试验和研究,最终选出最佳方案.     

含沙水流对水轮机过流部件焊缝的影响

含沙水流对水轮机过流部件焊缝有很强的磨蚀破坏力,其主要原因是焊缝材料的疲劳强度很低,在相同的磨蚀强度下,焊缝材料最先被磨蚀破坏。研究结果表明,在焊接过程中,采取适当的表面强化工艺,提高焊缝材料的抗疲劳特性．是提高水轮机过流部件焊缝表面抗磨蚀能力的有效途经。     

浅谈葛洲坝水轮机的空蚀磨损与防护试验

葛洲坝水电站投产以来的运行情况表明:水轮机过流部件已遭到过机泥沙的明显破坏,给电站的检修带来了极大的麻烦.近年来,为了探索泥沙对水轮机的破坏规律,研究减缓含沙水流对水轮机过流部件表面的磨蚀破坏速度,电站做了多方面的努力,本文将简要介绍这方面的情况.     

水轮机磨蚀防护技术研究进展

磨损、空蚀及其他破坏耦合作用是水轮机常见的破坏形式,在过流部位进行涂层防护是提高抗磨蚀能力的有效方法之一.简述了过流部件磨蚀等破坏的机理及其影响因素,并综述了过流部件耐磨蚀涂层技术的研究进展,评述了不同类型涂层的技术特点,通过金属熔覆技术、抗撕裂聚氨酯材料以及综合防护措施的应用案例阐述了该领域取得的进展,并展望了未来的...     

基于流场数值模拟的蜗壳优化改造

针对以等速度矩设计的混流式水轮机蜗壳在含泥沙水流中长期运行时尾段磨蚀严重的问题,提出型线优化方案,利用数值模拟方法对改型前后的水轮机全流道进行数值验证,结果表明改型后的蜗壳鼻端速度降低,减小了磨蚀对水轮机的破坏。通过对比分析蜗壳改型前后的速度矩、速度切向分量平均值及液流出流角的变化规律,得到一种工程中切实可行的蜗壳抗泥沙磨损及提高水力性能的改造方案。实例应用表明,该改造方案有效可行,可在工程中推广应用。     

考虑真空泵汽蚀特性的300MW汽轮机凝汽器特性曲线

现有的300MW机组凝汽器特性曲线没有考虑到水环真空泵汽蚀特性对凝汽器运行特性的影响,不能准确反映凝汽器的运行状态。文中首先对300MW机组凝汽器水环真空泵的汽蚀特性进行了分析,并给出了汽蚀的判断方法以及汽蚀余量的表达式。然后,以国产引进型300MW汽轮机凝汽器为例,计算汽轮机负荷及冷却水温度对水环真空泵汽蚀余量的影响。最后,给出了考虑水环真空泵汽蚀特性后的300MW机组凝汽器特性曲线及其绘制方法,该曲线能较准确地反映凝汽器的运行特性。     

混流式水轮机改造前后内部流动特性对比分析

为探究混流式水轮机改造前后的能量性能、空化性能及水力稳定性,基于流场数值模拟方法,对改造前后的水轮机进行全流道三维定常空化湍流计算及全流道三维非定常湍流计算。结果表明,改造后的水轮机临界空化系数降低13%,效率提高6.2%,且改造后水轮机转轮与活动导叶交界面处4个监测点脉动幅值最大降低17.8%,最小降低7.1%,该水轮机组的抗空化空蚀性能及可靠性均得到极大的提高,对混流式水轮机组的改造有一定的指导作用。     

压气机级间喷水燃气轮机的实验研究

文中给出了在SIA－02燃机上进行压气机级间喷水的实验方案，并给出按等功率及等涡轮出口温度运行条件下，发动机各主要性能参数在不同工况下随喷水量的变化规律。依据实验，总结出压气机级间喷水对燃机性能影响的结论。     

轴流定桨水轮机流道内的浑水流态与磨蚀破坏

本文用磨蚀迹线分析轴流式水轮机过流部件内的流态,从中探讨不同部位的磨蚀机理及水力、结构中存在的问题.经对四座水电站轴流定桨式水轮机的综合治理,验证了理论分析的正确性,水轮机性能得以改善.     

增压式水机磨蚀试验台材料磨蚀试验研究

增压式水机磨蚀试验台较其它试验装置更为逼真地模拟了水轮机水流状态.其特点在于试验转轮体叶片即为试件,试验介质为黄河天然含沙水并能在短时期内出成果.本文论述了利用该装置所取得的一些试验成果,探讨了含沙水流下不同材料磨蚀形状的成因.     

X型叶片水轮机水力特点及全三维数值模拟

X型叶片为先进水轮机设备的关键部件,对其水力特性研究很有必要。以新疆某水利工程为例,在联合坐标系下对低水头大变幅X型叶片水轮机流动进行了CFD计算,得到了蜗壳、座环、活动导叶、转轮和尾水管等过流部件的压力分布和速度分布特性,计算结果表明,X型叶片水轮机在设计水头至最小水头大流量条件下更易发生空蚀破坏,而在最大水头小开度条件下尾水管脉动压力变幅较大,振动问题突出。     

Optimization of cycloidal water turbine and the performance improvement by individual blade control

This paper investigates an advanced vertical axis turbine to enhance power generation from water energy. The turbine, known as a cycloidal water turbine, is a straight-bladed type adopting a cycloidal blade system that actively controls the rotor blades for improved turbine efficiency, according to the operating conditions. These characteristics enable the turbine to self-start and produce high electric power at a low flow speed, or under complex flow conditions. A parametric study has been carried out by CFD analysis, with various characteristics including different number of blades, chord length variations, variety of tip speed ratios, various hydrofoil shapes, and changing pitch and phase angles. Optimal parameters have been determined, and the performance of the turbine has achieved approximately 70% better performance than that of a fixed pitch turbine. An experimental study has also been carried out which shows that the results correlate quite well with the theoretical predictions although the power output was reduced due to the drag forces of the mechanical devices. Another numerical optimization was carried out to improve the rotor performance by adopting an individual blade control method. Controllable pitch angles were employed to maximize the rotor performance at various operating conditions. The optimized result obtained using genetic algorithm and parallel computing, shows an improvement in performance of around 25% compared with the cycloidal motion.     

水轮机磨蚀破坏的综合治理

该文从枢纽布置和机组设计及制造工艺、运行检修及防护层等多方面论述了水轮机过流部件磨蚀破坏必须有针对性地采取综合治理措施,才能减缓破坏,延长大修周期、提高安全运行的可靠性,并提出了机组在汛期沙峰短时间停运的建议.