高水头运行对水轮机转轮叶片裂纹影响因素浅析

对龙羊峡水电站机组在首次高水头运行后发现转轮叶片裂纹的具体情况和特点进行了介绍与分析,得出高水头运行是水轮机转轮叶片裂纹产生原因之一,但不是主要原因。水轮机转轮叶片裂纹产生的主要原因是多方面综合而成的。提出水轮机转轮叶片裂纹处理的建议。     

水轮机转轮裂纹的原因及预防措施

笔者结合近年来水轮机转轮叶片发生的裂纹事件,分别阐述了混流式水轮机、轴流式水轮机、冲击式水轮机和贯流式水轮机的转轮叶片发生裂纹的主要原因,尤其对混流式水轮机转轮产生裂纹的原因从水力方面、设计方面、铸造缺陷、制造工艺、运行工况及共振等多因素综合作用进行了探讨,并通过实例分析,提出了裂纹处理和预防措施。     

迪什林水电站转轮动应力测试及裂纹原因分析

开展水轮机转轮动应力现场测试是叶片裂纹原因分析的重要手段之一。由于轴流转桨式水轮机转轮结构复杂,开展转轮叶片动应力现场测试的难度也相对较大。本文针对Tishrin水电站轴流转桨式水轮机转轮叶片裂纹问题,对其2号机进行了全面的转轮动应力和机组稳定性试验研究,介绍了Tishrin水电站轴流转桨式水轮机转轮动应力现场试验的试验方法及有关试验结果,对转轮叶片产生裂纹的原因进行了分析探讨。本文是国内外首次成功开展大型轴流转桨式水轮机转轮叶片动应力测试,具有一定的科研和应用价值。     

澜沧江流域大型水轮机转轮裂纹综合防控技术探讨

本文结合澜沧江流域大型水轮机转轮裂纹综合防控项目,通过对澜沧江流域已投产大型水轮机转轮裂纹的检测、检验、运行调整试验和统计分析,探索转轮叶片固有频率分布规律和水轮机避振运行技术,从转轮结构、转轮检修、机组运行控制等软硬件方面,归纳整理切实可行的大型水轮机转轮裂纹综合防控技术,为澜沧江流域和其它流域即将投产的水轮机转轮裂纹防控工作提供技术储备,减缓或杜绝大型水轮机转轮在运行过程中产生裂纹。     

基于流固耦合的混流式水轮机转轮静应力特性分析

近年来，国内外一系列大型水轮发电机组频繁发生转轮叶片投产后短期内出现穿透性裂纹问题，对机组安全稳定运行构成了威胁。长期以来人们一直在寻找由于水力激励引起转轮叶片应力特性的计算方法。本文首先对混流式水轮机全流道内流场进行了多工况的CFD计算，得到不同工况下转轮叶片表面水压力载荷，并利用顺序流固耦合方法对转轮在各种工况下的应力特性进行计算。结果表明在大部分工况下该转轮叶片最大静应力基本上与水轮机功率成线性关系。本文计算结果可为其它水轮机转轮的应力特性分析及转轮疲劳裂纹分析提供参考。     

水轮机转轮叶片力学分析研究

水轮机转轮叶片受力复杂,常发生疲劳裂纹,影响机组输出效率,甚至产生部件破坏而影响运行安全。为此,本文采用单向流固耦合方法计算水轮机转轮叶片所受应力,分别构建静力学和动力学模型,采用静力学分析和模态分析识别水轮机转轮叶片应力状态及变形情况。分析结果表明:水轮机转轮叶片的长、短叶片共振区域多位于出水边中部,其最大变形量分别处于[2.628 3,4.705 8] mm和[1.622 6, 4.038 3] mm范围内,这些区域在水轮机叶片的裂纹检修、维护保养和设计改进时需要重点关注。     

某混流式机组转轮裂纹原因分析及处理措施

本文对某混流式水轮机转轮近5年出现裂纹的位置和数量迚行了统计,研究了裂纹发展的趋势和规律。从转轮的选型设计、结构设计、铸造材料、叶片强度、制造工艺、运行特性以及裂纹修复等形成裂纹的各个方面迚行了裂纹原因分析。针对裂纹形成的原因,提出了局部加强叶片强度和改迚叶片裂纹修复工艺的处理措施及相兲预防措施。为有效控制和减少水轮机转轮裂纹的发生提供一定的参考。     

大朝山水电站水轮机转轮制造和质量分析

大朝山水电站1号水轮机转轮72h试运行后检查发现叶片产生30余条裂纹,经技术分析和采取措施,消除了由于叶片卡门涡频率与叶片固有频率耦合的共振,同时对叶片制造缺陷进行了检查处理.本文对1号转轮叶片裂纹的处理作了简要分析,介绍了大朝山水电站水轮机转轮制造过程和质量情况,从转轮材质、缺陷处理工艺、NDT检查标准和方式、焊接应力水平等加工质量方面对转轮进行了分析.     

刘家峡水电厂1#水轮机转轮叶片裂纹分析

本文介绍了刘家峡水电厂1#水轮机转轮叶片的裂纹情况,分析了叶片铸造缺陷、存在卡门涡共振、转轮叶片出水边与叶片联接部位存在应力集中等造成叶片裂纹的主要原因,并介绍了加大转轮叶片出水边与下环联结处的过渡圆角、转轮叶片出水边修型、避振运行等相应的处理措施。     

基于声发射技术的水轮机转轮叶片裂纹检测

实验结果表明,与振动检测方法相比声发射检测更容易检测到初期的转轮叶片裂纹故目前水轮发电机组中的转轮叶片裂纹故障仍广泛采用振动监测方法进行间接测量,通过振动频谱中转频的倍频成分进行故障判断,但这种方法并不十分有效。介绍了声发射技术用于检测水轮机转轮叶片裂纹的可行性。分析水轮机不同运行工况叶片裂纹声发射信号与轮叶片裂纹发展过程的关系,同时将测得的声发射信号与同期的振动信号进行比障     

导叶裂纹原因分析及处理方法

天生桥二级电站3号水轮发电机组在首次扩修过后的第一次小修中发现4号、15号导叶裂纹,经过处理后,在接下来的第二次小修中,又发现4号、15号导叶出现裂纹,同时新增了12号导叶裂纹。除15号导叶有一条裂纹为上一次焊缝裂纹外,4号1、5号导叶的其他裂纹为新增裂纹,针对这一情况进行分析和处理。     

汽轮机中长叶片断裂分析的研究

在汽轮机的事故中，叶片断裂事故占有较大比例，中长叶片断裂又在叶片事故中占有较大比重。中长叶片断裂分析研究一直是机组安全运行的一个重要的课题。４３２ｍｍ、６６５ｍｍ叶片属于两种典型的中长叶片。现结合包头二热５号机及国产２００ＭＷ机组，对这两种叶片的运行情况及其断裂分析研究作一概述。     

210MW汽轮机次末级叶片断裂分析及对策

通过时断裂叶片的宏观检验、金相硬度及电子显微镜扫描断口分析试验、查出断裂是由叶片进汽侧局部水蚀较重促成该部位的应力集中而引发裂纹，裂纹在金属内以疲劳形式扩展最终导致断裂，解决措施为在进汽侧端面再延续钎焊两片硬质合金并对其运行进行严格监督。     

大型水轮机转轮叶片改型工艺研究

介绍了大型水轮机叶片出水边用铺焊的方法改变叶片形状、增强叶片强度,避免裂纹的产生。水轮机的转轮在电站运行一段时间后,出水边与上冠、下环焊缝处容易产生疲劳裂纹。通常采用焊接三角筋的方法来补救裂纹的产生。此方法的缺点是三角筋的厚度与叶片的出水边的厚度不一致,在凸凹点处容易产生应力集中,也容易产生裂纹。用铺焊的工艺方法增加厚度、保证出水边圆滑、即避免了裂纹的产生又使打磨后的叶片流线型状良好。     

二次整体回火处理混流式水轮机转轮叶片裂纹

本文介绍了浙江省湖南镇水电站水轮机转轮叶片裂纹情况及其处理方法，并分析了叶片发生裂纹的原因。同时还介绍了针对在裂纹处理过程中可能产生的变形问题所做的试验。     

混流式水轮机转轮简化模型焊接应力场的数值模拟

在确定混流式水轮机转轮简化模型、解决分段焊焊接热源加载问题及解决各独立实体间接触边界节点不重合的热传导问题的基础上,对转轮模型焊接过程的应力场进行了数值模拟.得到了焊接过程中纵向应力的演变规律与焊后应力场的分布情况.结果表明,焊后应力峰值出现在叶片与上冠或叶片与下环接触面附近.该结果可以较好地解释水轮机转轮叶片疲劳裂纹的产生和扩展的失效行为.     

锦江水电厂机组增容改造的实践

锦江水电厂1号、2号机组转轮发现有多处裂纹,个别叶片随时可能断裂,严重威胁着电厂的安全生产。通过计算、调研,确定重新更换不锈钢转轮的改造方案,待新轮轮投产出力达到预期要求后,再把机组出力提高至15.4MW的增容方案。机组改造后运行效果很好,达到预期目的。     

高比转速混流式水轮机叶道涡工况下转轮的动力特性分析

为了探讨叶道涡对混流式转轮叶片的作用机理,以某高比转速混流式水轮机为研究对象,选取出现严重叶道涡的小流量工况点开展转轮的瞬态动应力数值模拟。首先基于Navier-Stokes方程和RNG k-ε湍流模型进行了全流道定常和非定常流动计算,得出了转轮内部叶道涡的形态及分布,与实际观测现象非常吻合;然后采用有限元方法对转轮进行了模态分析,获得了转轮在水中的固有频率及振型;最后采用流固耦合方法对转轮进行瞬态动力学分析。研究结果表明:叶片危险部位的动应力的频率为转轮频率的倍频,分布于转轮叶片出口靠近上冠处的局部叶道涡对转轮的作用强度最大,导致叶片出口与上冠连接处的最大动应力值高于一般水轮机转轮的许用应力值,引起转轮该位置发生破坏甚至产生裂纹。     

Estimating the repairability of blades used in gas pumping units

Results obtained from a study of the postoperation state of the blades (after they had been in operation for up to 56000 h) used in the high-pressure turbine of a GTK-25IR gas pumping unit made of ZMI-3U and In738 nickel alloys with protective coatings applied on the cuter surface of the blade and in its inner cavity are presented. It is shown that the blades can be repaired with taking into account structural and phase changes occurring in alloys and coatings. The boundary conditions regarding the possibility of carrying out repair and restoration works are determined depending on the time for which the blades have been in operation.     

高比速混流式水轮机的水力稳定性问题

混流式水轮机的水力稳定性与机组运行工况密切相关。当水轮机在远离设计工况(最高效率点)运行时，会产生脱流和涡带，引起机组甚至相邻混凝土构件振动，并可能产生疲劳破坏。近年来，随着单机容量和水轮机尺寸的增大，有些电站因水头变幅大、负荷调节范围宽、水轮机性能不完全适应电站运行条件、制造质量存在问题和补气不利，水轮机出现不同程度的水力振动，导致转轮叶片裂纹，尾水管壁撕裂，有的甚至引起厂房或相邻水工建筑物发生共振，危及电站安全运行。本文对混流式(特别是高比速混流式)水轮机的水力稳定性问题进行了初步分析和讨论。