不同含沙量不同流速下水轮机磨蚀性能研究

为了更加科学地防治和减轻水轮机泥沙磨蚀危害,对其磨蚀特性进行了研究.采用黄河原型沙配制含沙水流,对1Cr18 Ni9Ti、ZGOCr16Ni5Mo材质的水轮机过流部件进行磨蚀试验.结果表明:当含沙量相同时,过流部件材料的磨蚀失重量随着流速的增大而增大;当流速相同时,磨蚀失重量随着流体含沙量的增大而增大;在试验含沙量10～100 kg/m3范围内,过流部件材料的磨蚀失重率随流速的增大而增大,磨蚀失重率与流速呈幂函数关系.     

小浪底水电站水轮机不同转速方案抗磨蚀性能比较

小浪底水电站地处黄河中下游河段，河道天然径流多年平均含沙量高达36．gkg／m3。根据多泥沙河流水电站水轮机的运行实践，水轮机过流部件的磨蚀破坏程度与过机含沙量成正比，且国内外已取得的试验研究成果表明，水轮机过流部件的磨蚀破坏程度与其表面相对水流速度的三次方成正比。小浪底水电站水轮机能否确保在水流含有大量泥沙的汛期安全发电运行，其关键在于如何减小主要过流部件表面的相对水流速度。据理论分析，水轮机过流部件以水轮机转轮和导水机构的破坏最为严重，本文就哈尔滨大电机研究所研制的A503转轮不同转速方案下两主要过流…     

含沙高速水流的磨蚀机理和掺气抗磨作用

含沙高速水流易引起过流面材料的磨蚀破坏。本文探讨了泥沙磨蚀机理,提出了影响磨蚀的因素;基于紊流猝发理论,建立了混凝土材料壁面磨蚀率的计算公式;根据试验数据导出了掺气水流中混凝土材料壁面磨损率的经验公式。研究表明,含沙水流对固壁材料的磨蚀率随掺气浓度、材料强度的增大而减小,随水流流速、含沙量的提高而增大。利用掺气可有效地降低过流表面的泥沙磨蚀率。     

吸出高度对水轮机磨蚀影响的试验研究

用增压式水机磨蚀装置模拟水轮机吸出高度变化，在天然黄河水质中进行了磨蚀试验，研究认为，无论是清水还是浑水，靡蚀失重率在某一Ｈｓ时均存在峰值，含沙量增加，峰值增加，峰值对应的Ｈｓ值减小，说明泥沙对磨蚀有促进作用，减轻磨蚀效果的Ｈｓ应在大含沙量失重率峰值两侧一定范围内选取。     

吸出高度对水轮机磨蚀影响的试验研究

用增压式水机磨蚀装置模拟水轮机吸出高度（Ｈｓ）变化，在天然黄河水质中进行了磨蚀试验．研究认为，无论是清水还是浑水，磨蚀失重事在某一Ｈｓ时均存在峰值．含沙量增加．峰值增加．峰值对应的Ｈｓ值减小．说明泥沙对磨蚀有促进作用．减轻磨蚀效果的Ｈｓ应在大含沙量失重率峰值两侧一定范围内选取．     

水泥砂浆新型涂层磨蚀性能试验研究

为研究泥沙特性与磨蚀角度对有、无新型涂层水泥砂浆材料磨蚀的影响及机理,采用超声振动空化装置配合自主研发的泥沙搅拌装置作为水泥砂浆的磨蚀设备,对新型涂层材料进行了磨蚀性能试验,对比分析了相同磨蚀条件下有、无涂层的磨蚀量大小,并探讨了各自的磨蚀机理。研究表明:超声振动空化装置是一种较好的快速模拟磨蚀的试验方法;泥沙特性与磨蚀角度对水泥砂浆材料磨蚀有较大的影响,随泥沙粒径与含沙量的增大,水泥砂浆磨蚀量增大,当水流含沙量逐渐增大并超过100 kg/m3时,水泥砂浆磨蚀量增加趋势变缓;水泥砂浆材料呈现典型的脆性材料的磨蚀特征,当磨蚀角度小于60°时,涂层材料磨蚀量增加速率趋缓,超过60°后增加速率较大。该涂层对水泥砂浆在小粒径、低含沙量以及小角度的挟沙水流中磨蚀防护效果较好。     

泥沙粒径级配对水轮机材料磨蚀性能的影响

为了用更加科学的方法防治和减轻黄河上水电站的泥沙磨蚀,有必要对水轮机的磨蚀特性进行系统研究。磨蚀特性与泥沙粒径及级配有直接的关系,为此对不同沙粒级配下水轮机材料磨蚀进行研究,总结出材料磨蚀与沙粒粒径关系的一般规律,并找出关键数据和临界参数,为水轮机泥沙磨蚀的防护提供依据。     

大石峡水电站水轮机防泥沙磨蚀综合措施

多泥沙河流水轮机过流部件的磨损和空蚀,会造成机组效率的严重下降,不但影响电站的经济效益,更关系到电站的运行安全。混流式水轮机在水头相对较高时,由于内部流速也相对较高,其过流部件的磨蚀问题会更加严重。依托新疆大石峡水电站,对水轮机的水力设计优化、水轮机过流部件的结构设计、泥沙磨损深度分析与大修周期预判、过流部件喷涂及现场修复方案等方面开展分析,提出多泥沙河流水轮机过流部件预防泥沙磨蚀的系统解决方案,为多泥沙水流中的水轮机防泥沙磨蚀提供借鉴。     

猴场水电站水轮机选型及抗磨蚀措施

多泥沙河流的水电站,进入水轮机的水流含有不同程度的泥沙,这些泥沙对水轮机的过流部件常常造成严重的磨蚀,使水轮发电机组的经济运行和稳定运行都受到不同程度的影响。为了减轻水轮机泥沙磨蚀,最有效的办法就是在设计阶段采取有效的防范措施,而不是泥沙对水轮机进行破坏后修复或治理。为此,首先在对电站进行水工枢纽设计时,就要合理布置水工建筑物,减少过机泥沙;其次,要优选机组号数和优化机组结构设计,以及采用优质母材和提高制造质量等。     

沉沙池拦截标准初探

沉沙池的拦截标准主要包括水流的含沙量和拦截泥沙的粒径值。本文通过对大量提灌工程的调研 ,系统地分析了含沙量、泥沙粒径与水泵磨蚀的关系 ,将水泵磨蚀与沉沙池联系起来 ,首先从这一崭新的角度 ,给出了拦截标准的界定范围。     

黄河上水电站水轮机磨蚀及防护的研究

在我国多泥沙河流中,黄河上水电站水轮机的磨蚀最具典型性＇其磨蚀与水轮机的参数、机型、比转速、运行环境、工况、水头等有密切的关系。根据其磨蚀规律,水轮机的磨蚀防护一般采用涂层防护、合理利用水库排沙措施、优化水轮机结构、合理选型和优化材料等综合措施,取得了较好的效果。总结其磨蚀规律,探索新的防护措施,对进一步提高我国多泥沙河流水电站的运行管理水平,有着重要的意义。     

三门峡水电站水轮机磨蚀特性的研究

针对水轮机磨蚀特性,系统分析了三门峡水电站多年的过机泥沙数据,探究了水轮机磨蚀的部位与原因,指出了过机泥沙仍是水轮机过流部件磨蚀的主要原因,为黄河上已建、在建和待建的水电站水轮机的设计、运行和检修提供建议。     

我国多泥沙河流水电站水轮机磨蚀状态检修系统

我国水电站的检修体制存在着检修科学依据不足、维修不足、维修过剩等缺点,而状态检修的推行可以克服上述缺点。为此,提出了多泥沙河流水电站水轮机磨蚀状态检修策略,并以三门峡水电站的水轮机磨蚀为例,分析了水轮机的磨蚀规律及对水轮机性能的影响程度,并以此提出了三门峡水电站水轮机磨蚀检修决策系统,为我国多泥沙河流水电站水轮机的检修提供了理论基础和技术参考。     

黄金峡泵站水泵母材泥沙磨损试验研究

水泵的泥沙磨损问题是泵站运行管理过程中需要重点考虑的问题之一,在含沙水流冲刷作用下,水泵过流部件易产生明显磨损,从而缩短水泵的使用寿命,降低泵站的运行效率。以引汉济渭工程黄金峡水利枢纽为例,通过在水力机械磨蚀测试系统——旋转圆盘循环工位上进行泥沙磨损试验,探究磨损部件不同备选材料的泥沙磨损特性,结果表明:材料磨损深度随测点半径的增大而增大,泥沙中值粒径的大小对磨损的影响显著,磨损深度随泥沙中值粒径增大而增大。同时根据试验结果,构建了材料磨损率关系式,估算了备选材料的磨损量,比选出了合适的水泵母材。最终,基于研究成果提出了减小水泵泥沙磨损的措施建议,对减缓水泵磨损,降低泵站后期运行和维护费用具有重要意义。     

头屯河水库放水涵洞底板抗冲磨加固方案及施工技术

头屯河水库放水涵洞由于泄流排沙造成明流段底板磨损非常严重,在抗冲磨加固中采用一级配C40F200W8钢筋混凝土,混凝土表面铺装球墨铸铁块作为抗冲磨保护层。实践证明,该施工技术的应用对放水涵洞底板的抗冲磨起到了良好效果,为类似水工建筑物的抗冲磨加固提供了参考。     

三峡水电站过机泥沙量初步监测与分析

通过对三峡水电站不同机组及不同部位的过机泥沙含量、颗粒级配以及物理化学指标的监测资料,分析了过机泥沙的分布及与出库泥沙的关系。现场采样与实验室分析结果表明,过机泥沙量与入库泥沙流量的大小成正比,过机泥沙量的峰值比入库洪水流量的峰值要滞后2~3 d,而且过机泥沙的硬颗粒主要是石英和长石,硬度较大,更容易对水轮机产生磨蚀。分析结果可为水库排沙调度和减小泥沙对水轮机的磨损和腐蚀提供参考依据。     

修补过流面混凝土缺陷的新型抗冲耐磨材料研究

含砂高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲磨破坏是水电工程建设和运行中的疑难问题。在优选的胺类—环氧树脂固化体系抗冲磨材料配方中,加入增韧剂GXY后,制备出具有“海岛结构”的合金增韧型双组分抗冲磨材料,常温、低温（0℃左右）可固化,粘结、抗压、抗冲磨强度等力学性能高,配制、施工操作简便、适应性强、能在潮湿面施工,是一种性能优良的用于水工建筑物过流面防护和缺陷修补的材料。     

三峡工程水轮机的浑水特性和磨损特征

针对三峡工程水轮机的运行特点，采用长江天然泥沙进行了三峡水轮机模型浑水试验研究，其目的是了解水流挟沙对三峡水轮机性能的影响、水轮机转轮内泥沙磨损部位及相对强度等，为真机防护及运行提供依据．试验在中国水利水电科学研究院水力机电研究所高精度水力机械通用模型浑水试验台上进行．试验内容包括清浑水能量试验、清浑水临界空化性能与初生空化性能试验、清浑水水压脉动试验和泥沙磨损试验．结果表明，在三峡水电站过机泥沙条件下，水流挟沙对水轮机效率、运行工况及水压脉动的影响很小，而对初生空化影响比较大，即随着含沙量的增大，初生空化系数有增大的趋势．此外，为减轻磨损，汛期浑水工况下水轮机应尽量避免过大开度或超负荷运行，转轮抗磨防护重点部位为叶片出水边和下环内侧面．