1、雙廟湖水電站水輪機汽蝕的產生和防治措施【文摘】汽蝕在水輪機中發(fā)生的部位不同，有翼型汽蝕、空腔汽蝕和間隙汽蝕等3種。它的產生導致水輪機工作機件外表受到侵蝕和 剝落，使過流部件形成麻點或蜂窩孔洞，引起機組振動，降低效率和 出力。提出了防治措施及處理方法，實例中效果明顯。【主題詞】水電站運行水輪機空蝕水輪機振動設備維修措施1、水輪機汽蝕的產生及影響根據(jù)汽蝕在水輪機中發(fā)生的部位不同，一般有翼型汽蝕、空 腔汽蝕和間隙汽蝕等3種。1翼型汽蝕它主要是由于輪葉翼型的形狀所引起的。 還擊式水輪 機的轉輪葉片，沿流線方向的截面為空氣動力型，水流繞葉片流動使 其正面和反面造成壓差，從而使轉輪獲得力矩，一般葉片正面大

2、局部 為正壓，葉片反面為負壓。如果葉片反面壓力降低至汽化壓力時，就 發(fā)生翼型汽蝕，產生大量汽泡，破壞水流正常連續(xù)性流動，導致機組 出力和效率的降低。另外，由于輪葉制造材料質量不良，形狀不對及 外表不光等，產生的翼型汽蝕將使輪葉形成蜂窩狀孔洞， 如不及時檢 修.可導致輪葉擊穿而破壞。翼型汽蝕一般發(fā)生在葉片反面出水邊下 半部靠輪環(huán)處和葉片反面與輪轂靠近處。2空腔汽蝕它是由于在尾水管內的水流旋轉， 使中心空腔處形成 了真空而造成的。主要原因是由于水輪機在非設計工況下運行 在水 輪機出力的5%限制線以外時，破壞了水輪機的法向出口，產生了脫 流和旋渦，再加上整個轉輪出口的旋轉水流， 在轉輪出口和尾水管進

3、 口形成一個渦帶，其中心產生很大壓降，當降至汽化壓力時，便產生 了空腔汽蝕。這種渦帶以一定的頻率在尾水管內旋轉， 其中心的真空 帶周期性地沖擊尾水管的四周，造成對尾水管壁的汽蝕破壞，產生周 期性的壓力波動，形成強烈的噪音、金屬打擊聲、轟隆聲或雷鳴聲， 甚至發(fā)生放電、閃光現(xiàn)象，嚴重時會引起機組的強烈振動，影響水輪 機的穩(wěn)定運行。空腔汽蝕通常發(fā)生在水輪機座環(huán)內側和尾水管上半 段。3間隙汽蝕這是水流通過某些間隙或較小的通道時， 因局部流速 升高，壓力降低到汽化壓力時而產生的。還擊式水輪機常發(fā)生在導葉 端部間隙處和轉輪止漏環(huán)間隙處，軸流轉槳式水輪機葉片和轉輪室的 間隙處。間隙汽蝕破壞范圍一般較小，但在

4、水輪機運行中表現(xiàn)較突出。 在間隙汽蝕的作用下，轉輪室、葉片周緣、葉片法蘭下外表以及轉輪 體的局部發(fā)生破壞，高水頭的水電站較為嚴重。2、水輪機汽蝕的防治措施水輪機的汽蝕現(xiàn)象，導致水輪機一方面工作機件外表受到侵蝕和 剝落，使水輪機過流部件形成麻點或蜂窩孔洞，嚴重時將使葉片破壞， 以致轉輪不能使用；另一方面引起機組振動，降低水輪機的效率和出 力。因此必須預防和及時處理。具體防治措施如下。1合理確定水電站的運行方式。多年運行實踐證明，運行工況對汽蝕有一定的影響。在運行中， 運行人員應定期觀察及記錄水輪機尾水管真空表上的數(shù)值變化，選擇 最優(yōu)工況運行，盡量防止水輪機長期在低水頭和低負荷狀態(tài)下遣行。 避開汽

5、蝕嚴重的運行工況區(qū)域。2增設補氣裝置。增設補氣裝置向尾水管補氣，對破壞空腔汽蝕，減輕汽蝕振動有 一定的作用；采用十字架補氣是一種防止空腔汽蝕較為行之有效的措 施。在尾水管進口處設置十字架補氣鋼管，一般采用直徑 3英寸以上 的鋼管，管壁上均勻地布置一定數(shù)量的出氣孔。 十字架補氣管通過尾 水管壁，由1根總管接出外面，總管的出氣孔應盡可能多，開孔的方 向應背向水流，以免將四周壓力較大的水流引入而堵塞補氣管。運行過程中，運行人員可根據(jù)情況從外面送入大氣或壓縮空氣，經十字架 上的小孔向低壓區(qū)補氣，降低真空壓力，破壞真空渦帶形成，減輕汽 蝕。3補焊。對于汽蝕嚴重到什么程度補焊和什么時間補焊，要按電站運行的

6、 實際情況而定，但千萬不要等到汽蝕嚴重導致穿孔以后再補補焊需用 不銹鋼電焊條，使用含鉻為12 %14 %的不銹鋼焊條效果較好，焊 條要枯燥。為防止補焊時汽蝕部件變形，要用千分表進行監(jiān)視。補焊 前，應去除補焊處外表的水分、油垢及銹斑等雜物，制造樣板，然后 進行打磨、補焊。對于汽蝕破壞較嚴重的要進行屢次堆焊，重復堆焊 前必須將前一次的焊渣去除干凈。在磨光過程中，要注意保持原來的 葉型，按樣板打磨光滑。4 ARC陶瓷涂層技術ARC高含量陶瓷涂層系列是針對不同行業(yè)、不同設備、不同工況 存在的嚴重磨損和腐蝕情況而開展的新技術，通過嚴格工藝生產的復 合材料可以方便、簡單地施工于被保護外表，起到優(yōu)異的耐磨作

7、用和 防腐作用，具有超咼附著力、咼強度、咼致密度等特點，可大大提咼 設備使用壽命。ARC陶瓷涂層技術具有其它傳統(tǒng)技術無法比較的優(yōu)點： 、100%的純固態(tài)，不含任何水及有機溶劑，固化后不收縮， 保 護層致密，不會產生氣泡，不會產生針孔腐蝕； 、超高的附著力(594kg/cm2),不產生內層腐蝕，有效防止涂 層下產生腐蝕，完全消除了傳統(tǒng)材料脫落現(xiàn)象，在一定程度的流體沖 涮、腐蝕等工況下不會發(fā)生脫落現(xiàn)象。 、類似涂料的施工方式，易于成型。可根據(jù)需要任意調整厚度 及形狀。 、可以使設備外表更光滑，減少液體流動時所產生的阻力，提 高設備運行效率。 、在不穩(wěn)定的化學環(huán)境中，仍然能保持其優(yōu)越的抗化性。ARC

8、 855EN技術參數(shù)ARC 855EN是 一種革新性的陶瓷涂層，用于保護設備，防止腐蝕 磨損以及化學介質對設備的侵害。 ARC 855EN是100%固化材料，低 黏度，非收縮性物質，顏色為灰色或綠色。ARC 855EN最小的厚度是250微米，一般厚度為375-500微米，應 以2層方式涂抹，使用刷子或滾輪將完全涂抹于外表來到達理想的厚 度。如果有需要， ARC 855EN是可以重復噴涂而不需要額外的外表 處理，只要外表是無污染的，且依循固化時間表在初凝狀態(tài)下涂抹。ARC 855EN可以單獨使用，也可以與其他 ARC產品復合使用。這 種兩層的體系可以很好的預防和保護外表不受侵害。 固態(tài)的陶瓷涂層

9、 表現(xiàn)出優(yōu)秀的抗化性和抗腐蝕性，光滑外表。技術參數(shù)固化后密度1.5g/cc100lb/cu./ft體積密度625cc/kg17.3cu.i n./lb抗壓強度(ASTM D 695)2844kg/cm12, OOOpsi抗彎強度(ASTM D 790)2562kg/ cm8,000psi彈性系數(shù)(ASTM D 63842240 kg/ cm3, 420psi線膨脹系數(shù)(ASTM C-53154.61*10 - cm/cm/°C52.65p*10 - in/in/ T反結合陰極(ASTM G-8通過60天洛氏硬度(ASTM D-785R105邵氏硬度(ASTM D 224085鹽霧記錄

10、板(ASTM B-117不生銹 10,000小時抗垂直下垂不松弛最高溫度浸泡52 C126 T未浸泡80 C176 T固化時間表小時溫度狀態(tài)10C50 T16C60 T25 C77 T32 C90 T初凝6321物理完全固化60482414化學完全固化120964824ARC 855EN勺施工、噴砂處理：分段對煤泥深錐圓筒鋼板外表進行噴砂處理，去 除鐵銹、原有覆層、油污，每一段噴完砂后用丙酮或無水酒精快速清 潔金屬外表，緊接著進行ARC855EN涂裝施工，然后再進行下一 段的噴砂。噴砂檢測目標值：光潔度 SA2.5,粗糙度75125微米。 、涂層施工：將混合好 ARC高含量陶瓷涂料855EN對葉輪表 面已經腐蝕穿孔形成的小洞和坑進行修補，涂抹過程中應盡量使涂層 外表平整。 、涂層施工：將混合好ARC高含量陶瓷涂料ARC 855Er涂抹在 修補好的水輪機葉輪外表，涂層厚度均勻，覆層完整，無漏洞。 、涂層固化：對涂層施工完成工件進行加熱固化，固化溫度：32C左右。 、外表修整：待涂層固化后，對涂