小浪底水电站水轮机过流部件抗空蚀磨蚀研究

• 作 者: 卢建勇
• 机 构: 西安理工大学
• 出 处: 西安理工大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 小浪底水电站 水轮机过流部件 碳化钨抗磨材料 抗空蚀磨蚀

水轮机过流部件的空蚀磨蚀问题是困扰水电站工作者多年的问题，因为它不仅决定着水轮机的使用寿命，更重要的是与水电站的经济运行密切相关，国内外的许多专家学者多年来一直致力于水轮机过流部件的抗空蚀磨蚀的研究，以期找到比较理想的方法和技术能够比较完善的解决这个问题。众所周知黄河是多泥沙河流，黄河各水电站水轮机过流部件的空蚀磨蚀非常严重，小浪底作为黄河中下游水电站的典型代表，处于黄河泥沙最严重的河段，且本身又承担着黄河调水调沙的任务。因此，每一个黄河小浪底的工作人员都把解决水轮机过流部件的磨蚀问题作为最大的梦想。　　
本文通过分析小浪底水电站的空蚀、磨蚀和腐蚀观测记录，以及小浪底水电站的固液两相流动情况，建立了小浪底水电站的空蚀理论计算分析数学模型，结合国内外研究者相关研究成果进行了算法的优化，同时对不锈钢腐蚀的主因，防腐材料进行了深入的探讨，找到水轮机过流部件的空蚀磨蚀主要原因。　　
从本文理论计算结果分析，叶片背面的碳化钨涂层磨损最快；同时，本文还研究了装置空化系数对水轮机转轮叶片背面的空化性能的影响。在转轮区域，低水头、小开度工况下，泥沙主要分布在靠上冠的叶片工作面上，大开度工况下，泥沙分布都比较均匀；在固定导叶区域，泥沙分布都比较均匀，在蜗壳隔舌处固定导叶，泥沙浓度很高；在活动导叶区域，导叶头部泥沙浓度较大。碳化钨喷涂已经成为目前国内外普遍采用的耐泥沙磨损的方法，在许多电厂的实际运行中也取得了较好的效果，具有较高的推广应用价值。