螺丝池水电厂ZZ560LH410型水轮机汽蚀处理工艺研讨.pdfVIP

水l也J附属殴备技术进步研讨会 水机 0一LH一410型 螺丝池水电厂ZZ56 水轮机汽蚀处理工艺研究 田明丰 包旭东 (四川明珠集团公司螺丝池水电厂) 摘要：螺丝池水电厂工程技术人员根据现代水轮机汽蚀理论进行了系统分析，并结合流域特点及电厂水轮 机汽蚀实际情况，探索出利用非金属材料修补转轮室及转轮汽蚀的新途径，这种方法简单、易操作，并与 母材结合牢固，可在低水头中、小型电站检修中广泛推广。 关键词：螺丝池水电厂 水轮机 汽蚀 工艺,ef-究 X 螺丝池水电厂位于涪江干流上，装机容量3 10．5MW，系轴流转浆式水轮机，转轮、叶片、转 轮室均采用铸钢材料制成。由于吸出选择高程偏高，加之涪江河枯水期流量仅在lOOm3／s左右，尾 水水位很低，水轮机长期在正的吸出高程运行(HS=+0．8m)。因此自一九九二年三月发电以来，转 轮叶片汽蚀损坏相当严重，机组的振动和噪声加大，效率降低，大修周期缩短，检修费用增加，严 重威胁机组的安全、稳定运行。为此，螺丝池水电厂工程技术人员根据现代水轮机汽蚀理论进行系 统分析，并结合螺电厂水轮机汽蚀的实际情况，多年来对汽蚀处理工艺进行潜心研究，并采取了许 多切实可行的措施，为水电厂取得良好经济效益作出了较大贡献。 1 水轮机汽蚀损坏的理论分析 1．1 一般来讲¨水轮机汽蚀损坏有三种后果： 1．1．1机械破坏作用 水流内部压力降低到某一限度，流体连续性遭到破坏，局部形成汽泡或汽穴，而且在压力升高 区域，汽泡或汽穴发生瞬间凝缩、崩解、溃灭，并引起高频、高压微观水击，形成强大的水锤压力， 致使过流部件的内壁遭到疲劳破坏。 1．1．2化学作用 当汽泡在高压区被压缩时要放出热量，同时又由于水锤压力对金属表面的冲击也会产生局部高 温，据试验测定，在汽泡凝结，局部温升可达数百度，在这种高温和高压作用下，促进汽泡对金属 表面的氧化作用。 1．1．3电化作用 36I 水fbJ附属设备技术进步研讨会 水机 汽泡在高温高压作用下，产生放电现象即产生电化作用。此外，由于金属表面局部温差，在晶 粒中也形成热电偶，冷热端存在着电位差，从而对金属表面产生电解作用，金属表面因电解作用而 发暗变毛，也加速机械浸蚀。 根据对汽蚀现象的多年观测，认为汽蚀破坏主要是机械破坏，化学和电化破坏是次要的。在机 械作用的同时，化学和电化腐蚀加速了机械破坏过程。 1．2根据汽蚀在水轮机中发生的部位不同，一般可分为翼型汽蚀、空腔汽蚀和间隙汽蚀三类。 1．2．1翼型汽蚀 翼型汽蚀是指水轮机叶片上某一位置在绕流中压力下降到当时温度下水的汽化压力而发生的汽 蚀。它取决于叶栅及翼型的几何参数及流动参数，即与转轮与转轮叶栅的几何参数、形状和运行工 况有关。 1．2．2空腔汽蚀 空腔汽蚀，就是由于尾水管内的水流旋转中心空腔处形成了真空而造成的汽蚀。空腔汽蚀和转 轮出1：3水流绝对速度的圆周量及出VI流量大小有关，即与负荷和水头有关。它引起尾水管中强烈的 低频水压脉动，是机组振动和出力摆动的主要原因之一。 1．2．3间隙汽蚀 间隙汽蚀是水流流经夹缝流道时流场改变、速度增大、压力下降到汽化压力而形成的。轴流转 浆式水轮机的转轮叶片根部与轮毂间、转轮叶片外缘与转轮室问均会因流速过高产生间隙汽蚀。 经过螺丝池水电厂工程技术人员潜心分析认为：涪江泥沙含量较低，泥沙磨损对水轮机转轮室、 叶片的破坏影响是较小的；而水轮机安装高程(即吸出高程)偏高，汽蚀系数较大，是水轮机汽蚀 损坏严重的主要原因。螺丝池水电厂水轮机汽蚀三种类型均存在，但主要是以翼型汽为主。 2水轮机汽蚀损坏产生的后果 2．1 降低机组运行效率 叶片绕流受力的情况变坏，减少了水力矩，使水轮机的功率下降。 7