冲击式水轮机转轮运行维护探索
新型冲击式水轮机的设计和实验验证
新型冲击式水轮机的设计和实验验证一、引言水能是一种可再生的能源资源，全球各国都在寻求开发和利用水能资源的方法。
水轮机作为将水能转化为机械能的设备，一直以来都扮演着重要的角色。
然而，传统的水轮机存在效率低、造价高和环境污染等问题。
因此，研发新型冲击式水轮机成为了提高水能利用效率和可持续发展的重要途径。
二、新型冲击式水轮机的设计1. 内部构造新型冲击式水轮机的设计灵感来自于水击式瞬时加热器。
它采用了冲击式设计，即利用水流的冲击力来驱动转子旋转。
水流在进入水轮机时经过喷嘴加速，然后以高速撞击转子叶片，使转子叶片产生力矩，从而驱动转子旋转。
与传统水轮机的叶轮相比，新型冲击式水轮机的叶片更加简单和易于制造。
2. 转子材料选择为了保证冲击式水轮机的稳定性和耐用性，转子材料的选择至关重要。
一般情况下，高强度和耐腐蚀性的材料是首选。
比如，钛合金、不锈钢和镍基合金都是常用的转子材料。
此外，可以通过表面处理技术，如涂覆陶瓷材料或增加耐磨层，来提高转子的耐磨性能。
3. 涡轮设计涡轮是新型冲击式水轮机的核心部件。
其设计需要综合考虑转子的旋转速度、流量、叶片形状等因素。
一般来说，设计涡轮时应遵循流体动力学理论，以确保水流在涡轮叶片上的冲击充分转化为机械转动力。
此外，采用可调节叶片角度的设计有助于提高水轮机的效率。
三、新型冲击式水轮机的实验验证1. 实验装置为了验证新型冲击式水轮机的性能和效率，需要搭建相应的实验装置。
实验装置包括供水系统、水轮机、负载系统、测量传感器和数据采集系统等。
供水系统用于提供水流，水轮机将水流转化为机械能，负载系统模拟实际使用情况，测量传感器用于监测各项参数，数据采集系统用于记录实验数据。
2. 实验过程在实验过程中，需要调整流量、压力和转速等参数，以及记录水轮机的转速、扭矩和输出功率等信息。
通过改变水流条件以及水轮机的设计参数，可以获取不同工况下的性能曲线和效率曲线。
此外，还可以进行一些特殊的试验，如冷启动试验、部分负载试验和自适应调整试验，以评估新型冲击式水轮机的工作性能。
水轮发电机组运行与维护
水轮机的汽蚀
• 汽蚀
在一定压力下的液体，当温度升高到一定值时，便开始沸腾；反 之，当温度不变而压力降低到一定值时，也会汽化。在一定温度下， 水开始汽化时的临界压力称为汽化压力。 水流在水轮机内运动过程中，局部地区会产生压力下降的情况。 当压力下降到汽化压力时，水由于汽化而产生汽泡。由于低压区的 形成和高速水流的运动，使得汽泡和气泡也在不断地运动。运动中 汽泡和气泡会突然压缩或突然膨胀，甚致骤然消失，在这一瞬间， 水分子将会产生巨大的撞击力，如果这种撞击力指向金属表面，则 金属表面会受到不断的冲击，使金属表面遭到破坏，这就是汽蚀现 象。 汽蚀破坏首先使金属表面失去光泽而变暗，接着毛糙进而发展成 麻点，形成海棉状的蜂窝孔，直至完全破坏。
水轮机分类和型号
2、按水轮机结构形式分类
水轮机分类和型号
水轮机分类和型号
水轮机分类和型号
3、按水轮机主轴布置形式分类 水轮机按主轴的布置形式又可分为卧式和立式两种（也称横轴和 立轴）。 立式布置得水轮发电机分为悬式和伞式两种。 悬式发电机的推力轴承位于发电机转子上部的上机架上或上机架 中。伞式发电机的推力轴承位于转子下部的下机架中，或用支架支 承在水轮机顶盖上。伞式发电机又分普通伞式（其上、下导轴承分 别位于上、下机架中），半伞式（只用上导轴承，它布置在上机架 中，无下导轴承；我厂机组为此类型）和全伞式（只有下导轴承， 它布置在下机架中，无上导轴承）。
水轮机振动
• 水轮机振动原因
水轮机振动有机械、水力、电气三方面因素引起的。 1、机械方面：由于主轴弯曲、推力轴承调整不良、轴承间隙过 大、主轴法兰连接不紧等引起低转速时的振动；因转轮等旋转件与 静止件相碰而引起振动并伴有响声；转动部分重量不平衡引起的， 随转速上升振动增大。 2、水力方面：尾水管中水流涡带引起压力脉动引起的振动；涡列 引起的振动；转轮止漏环间隙不均匀引起的振动。 3、电气方面：气隙不均匀、短路等引起的振动。
冲击式水轮机转轮静平衡
冲击式水轮机转轮静平衡
转轮静平衡是水轮机安装和检修过程中的一个重要环节，其目的是确保转轮在静止状态下的重心与旋转轴中心重合，以减少机组运行时的振动和噪音。
以下是转轮静平衡的一般步骤：
1. 准备工作：将转轮安装在转轮试验台上，并确保转轮与试验台之间的连接牢固。
2. 测量转轮不平衡重量：使用平衡仪或其他测量设备，测量转轮在不同位置的不平衡重量。
3. 确定平衡重量的位置：根据测量结果，确定转轮上不平衡重量的位置。
4. 调整平衡重量：通过在转轮上添加或减少配重块，调整转轮的重心位置，使其与旋转轴中心重合。
5. 再次测量转轮不平衡重量：在调整平衡重量后，再次测量转轮在不同位置的不平衡重量，以确保平衡调整的准确性。
6. 完成平衡调整：如果转轮的不平衡重量已经调整到允许范围内，则可以认为转轮已经达到静平衡状态。
转轮静平衡的具体步骤和方法可能会因转轮的类型、尺寸和工作条件等因素而有所不同。
在进行转轮静平衡操作时，应遵循相关的操作规程和安全标准，并由专业人员进行操作。
浅谈水轮机转轮的检修 陈波
浅谈水轮机转轮的检修陈波摘要：水轮机转轮是水轮机的重要组成部分，其轮毂与叶片间过渡区在力学性能上是整个转轮的薄弱环节，该区域在机组运行中容易发生裂纹。
本文介绍了紫坪铺水力发电厂水轮机转轮在检修中发现的裂纹情况以及对裂纹的分析和处理，并提出电厂在机组运行方式以及维护检修方面的建议。
关键词：水轮机、转轮检修1 前言水能清洁、可重复利用，是世界各国优先开发的第一能源。
在对水能的利用过程中，水轮机充当了不可替代的角色，它是将水的动能和势能转变为电能的大型机械，其转换效率高，一期投入后的运行成本低，效益高，因此在各国得到了大力发展。
2 水轮机转轮常见的损坏形式2.1气蚀气蚀是高速水流中压力分布不均。
造成汽泡的生成和破灭而带来的一系列破坏作用。
反击型水轮机都存在气蚀．区别仅在程度或部位不同上。
气蚀会降低水轮机效率。
损伤流道壁，造成振动和噪音，甚至影响运行的稳定性。
气蚀对流道壁画的破坏有—个发展过程：先是变暗、发毛、形成针孔、麻面；继而形成峰窝状组织；进一步发展成穿孔，局部金属的脱落。
混流式转轮。
气蚀主要发生在轮叶背面。
如图l所示。
轮叶背面靠出水边的地方；靠下环的区域；以及上冠的部分区域就经常见到气蚀损害。
轴流式转轮，气蚀常集中在轮叶背面靠出水边的区域；以及轮叶的边沿地方。
高水头的混流式水轮机，转轮的止漏环和上冠背面，顶盖边沿等处也常发生气蚀破坏。
甚至活动导叶的端面与顶盖、底环之间也町能发生气蚀破坏。
2.2泥沙磨损水流挟带泥沙通过水轮机就会形成泥沙磨损，它主要表现在损害流道上。
如将流道壁混流式转轮常见的气蚀区域面磨薄；使轮叶形状改变；在壁面上造成大范围的鱼鳞状浅坑，在某些局部造成火炬状深坑；形成沟槽或磨穿成孔等等。
泥沙不仅形成磨损，还促进和加速气蚀，这两种破坏经常共同作用，因而有人称为“磨蚀“。
不过—般说来。
以泥沙磨损为主的破坏，流道壁面坚实而光滑，以形成鱼鳞坑为代表。
而以气蚀为主的破坏，流道壁面疏松，凹凸不平，以形成峰窝组织为代表。
浅谈水轮机转轮的检修
浅谈水轮机转轮的检修摘要：随着科学技术的快速发展，大大促进了各个行业的发展，在此背景之下，我国对于水轮机的重视程度不断提升，虽然大大提升水轮机在相关行业中的运用效果与质量，但其发展过程中，依旧存在诸多问题，阻碍水轮机的正常运转，为确保水轮机能够实现稳定运转，相关部门应定期对水轮机开展维护与检修工作，解决其中所含有的问题，做到对症下药，才能确保水轮机能够稳定运转。
关键词：水轮机；转轮检修；问题；解决措施引言现如今，不可再生能源因人们的不断所取，从而逐渐呈现出枯竭时态，此时人们如若还不能意识到保护资源，充分利用可运用资源的重要性，将会逐渐威胁到人们的生命财产安全。
为解决能源消耗过快的情况，不仅仅需要人们提高对能源节约的重视度，还需要在保证资源的基础之上，为人们提供能够替代不可再生能源的资源，而这需要各方人士的共同努力。
水轮机发电机作为发电设备之一，其不仅能够对水能源做到进一步开发，还能在开发水能源的基础上，进行清洁发电。
1转轮检修中所存在的问题1.1水轮机转轮出现裂纹现象随着社会经济的快速发展，人们对于资源保护与利用方面，重视程度与日俱增，而水轮机作为将水流能量转化为旋转机能的动力机械，水轮机需要长时间运转，而不管哪类设备不间断运转，时间一长设备多多少少会出现一些问题，大大影响到设备运转效果。
水轮机长时间运转，会在多种交变应力的作用之下，导致设备中转轮叶片因长时间运转，而出现疲劳破坏，维护人员如若未曾及时发现，很可能会导致设备中转轮叶片出现裂纹现象，加大水轮机运转期间危险性，甚至是出现不可挽回的事故。
对水轮机长期观察可以发现，水轮机转轮叶片中，容易出现裂纹情况主要是进水正面、上冠连接过渡区域等，为保证水轮机运转效果，同时降低外界因素对水轮机所产生影响，相关部门应将其重视起来。
1.2气蚀气蚀主要是因为水流速度过快，同时高速水流带来的压力分布不均，从而造成不同形态气泡，进而对设备等产生一定破坏或其他影响。
冲击式水轮机转轮断斗的解决方法
Ｖ １ ８ Ｎ ． ｏ ｒ ｅ ｏ ｇ ａｇＥｅｔｃ ｏ ｅ ｌ ｉ ｒ
Ａ ｇ２ ０ ｕ ０６
．
冲 击式 水 轮 机 转 轮 断 斗 的解 决 方 法
王 琴 ， 国庆 张
（ 绥化电业局 ， 黑龙江 绥化 １２ ０ ） ５０ ０
冲击 韧性
强度
／ＭＩ Ｃ ａ
翅性 如
／ ％
断 面韧性
／％
Ｚ ０ Ｇ２ ｏ一４ ０ ０ Ｚ ３ Ｃ２ ０—４ ０ ５ Ｚ ７ Ｇ２ ０—５ ０ ０
５ ． ８８
４４ １ ＿．
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维普资讯
Ｖ １２ ， ｏ４ ｏ．８ Ｎ ．
Ｈ ｉ ｎ ｊ ｎ ｌｃ ｉ Ｐ ｗ ｒ ｅｌ ｇｉ ｇＥｅ ｔｃ ｏ ｅ ｏ ａ ｒ
Ａ ｇ２（ ｕ．Ｏ６ ）
对断 斗的转 轮 水 斗 断 面进 行检 查 ， 没有 发 现
果 并不 明显 。断 斗的原 因是 ， 在转 轮在 运 行时 ， 水 斗受 到 ４０—８０ ｍ 水 头 下 来 的 水 柱 喷 射 产 生 ０ ０ Ｂ ． Ｂ 。如果阻 止它 产生 Ｂ 。就 可 以消 除断 斗 的根 Ｂ， 源， 这是 解决 断斗 问题 的思路 。 转 轮断 斗 的解决 方 法 是 ， 转 轮 水 斗 被 水 柱 在 喷 射 的节 圆位置加 １个固定 圈 ， 图 ４所 示 。 如
在云南 、 两广、 两湖、 福建 、 浙江等省 ， 冲击式水轮
发电机组的装机 占电站总装机的 ６ ． ％。 １５ 这种水轮发电机投资少 、 见效快、 成本低 ， 受 到广大投资者 的偏爱， 但该类水轮发电机有一问 题， 即水轮机转轮水 斗有时会断掉 。断斗会给电
冲击式水轮机转轮破损分析
冈此 不存 在同 能的 问题 。 ２ ２水 斗工作 面上 压力 分布 ．
造成 。若考虑到水斗的工作过程是虽然不同于反
击式 水轮 机转 轮叶 片 的有压 绕 流 ，但 有在 空气 中
维普资讯
机械 设计制造
＜ 电技术》２ ０ 年第 ２期 机 ０７
的经 济损 失 ，而 且 由此会造 成转轮 能量 性能指 标 的显 菥下 降 ， 给机 组 的安全运 行带米 一定 的影 响。 为分 析其原 冈 ， 文 结合某 电站 Ｃ ２ 一 ｗ— ｌ５ １ 本 Ｊ２ ２／ ×ｌ ４冲击 式水 轮机 ，电站水 头 ２ ０米 ，电机 容量 ３
２ ５Ｋｗ， 入运 行一 年 多， 轮水 斗 ： 面的 中 １０ 投 转 ｌ 作 间部位 、水 斗 的 “ 盆底 ”山现 较为严 重 的破 坏 ，
剥 蚀深度 达 ６ ｍｍ 的现象 ，进 行研 究探讨 。 ￣７
图 １ 水 斗工 作 面压 力 分 布 示 意 图
２水斗工作面破损分析
２ １冲击 式 水轮 机 的工作方 式 ．
在 水力 方面 ，冲击 式水 轮机与 反击式 水轮机
２ ３ 斗工 作面剥 蚀 ．水 水 斗工作面 的破坏 情况如 图 ２ 所 示 ， 台机 ａ 一 组投 入运 行后仅 一年 多 ，： 作面底 部便 出现 了大 ［ 面积 的表 面金属被 剥落 ，深度 达 ６ ｍ ～７ ｍ。而 且
蚀 。若无 金属组织 缺陷 ，便 不会 出现破 损。
图 ３ 分水 刃切入射 流示 意 图
３水斗进水边及周 围、背面的破损分析
水 斗工作面 、进水 边及 其周 围 ，侧 面等 受剥蚀破
点，所 以在水斗工作面上是没有低压区的。根据
冲 击式水 轮机 的特性 ，流过 水 斗的流体 表面层 的 压 力等 于机壳 内的压 力 ，因此 ，水斗表 面上 的压 力变化 是 由水 流动量 变化而 米 。
冲击式水轮机调速器调节方式探析
【摘要】冲击式水轮机在高水头、小流量的电站应用较多,为保证水轮发机电组能够顺利地并网发电,需要配置两速器,以保持箱出的电能和电压稔定.分析了冲击式水轮机调速器的技术特点，并就调速器的调节方式展开探讨。
【关犍词】冲击式水轮机:调速湍;调节方式叨行各种新型技术与设备在水力发电厂的应用程度越来越广泛，为提岗电厂发电能力境定了坐实的基础，在当前的一些中小型冲击式水轮机中，通常会和置电液调速器，电液调速器能第大幅度提高冲击式水轮机的运行效果.随芾调速器在冲击式水轮机中的运用,使御冲击式水轮机的运行效率和质量得到了大幅度提升，同时还提裔了水轮机的节能效果，从而为我国电力事业和人类的可持续发展起到了至关虫要的作用，【可时也为涧足人们的电力需求奥定了坚实的葩础.1.冲击式水轮机调逑器技术特点<1>电气控制部分采用微机控制8».测频.调节器及电源双冗余容情结构.提高整机系统的可靠性.<2>枭用直联式系统方案.喷针控制单元采用电液随动系统进行比例控制，接受计算机Pid信号:折向器则是根据转速判断和开停机状态进行开关量控制。
（3）喷针采用“一阀-控”,仅行一级放大的电液随动系统.使得多喷嘴系统产生的多套子液压控制或元结构简单,其各喷针的出力分用由计号机电气回路实现, （4）机械液压系统全部来用标准化液压元件，实现了模块式结构设计,从而规避了小枇量生产、自制生产零部件所带来的不稳定质盘问跑.大幅度提高了具有多子液压系统的冲击式调速器的可赧性和可维护性.由于冲击式水轮机的压力钢管一般比较长，因此，唉针不能关闭太快，否则会产生极大的水压,危杏压力管的安全，同时，又必须在极短的时何内切除射流，以防比出现飞逸.现在的机组一般采用喷针与折向器双重调节的操作机构.2.调速器配置冲网时的特点冲调实际上是改进过的D1.C型电液自动调速涔，它分单喷啪用调速器、双喷嘴用调速器,冲调与普通调速器的主要区别在于它输出的不是扭矩，而是压力油“由于冲击式水轮机是通过改变喷针的开度来改变其流δt∙喷针足作出线运动的.因此只要在喷针后设跣1个接力器，控制压力油的进出方向，就能直接控制喷针的启闭，这样，就可以取消水轮机上的操作机构，为了让调速器减少过调节，使调节过程稳定，精确控制喷针的行程，要设置1个位移反馈装置位移反馈装置通常有机械反馈和电气反馈两种.机械反馈是用钢税或钢带将喷针的位移信号送到调速器的I可契轴上，再通过闭速器内部液压系统和电气网路共同作用，使主配压阀的活泥逐渐回到平衡位员，从而使喷针达到桓定状态:而电气反馈则是通过位移传感器或电位计等电子元件将股针的位移信号游变为电压信号,反馈到PIC的a/d接口（膜数转换接口）.该数值与PIC内部的计算值进行比较，以决定喷针是开还是关.由于反馈电压的作用与软率偏差的作用正好相反，就减谖了接力器的移动速度，减小了过调节，使调节达到平衡，保机组稳定运行，目前，国内不同厂家生产的冲调采用的反馈形式各有其特点，可根据不同的机组的具体情况,选择合适的反馈形式.冲调的另一改诳是它的软件系统,大多厂家的可编程逻辑控制器,采用面向硬件仿式编程，采用模块结构，变多数并联Pid调节原理，改变了以往采用悌形图.指令表等程序结构，其测频环节由P1.C本身完成，无须单独设置测频电路，提高了测频环节的可整性，3.冲击式水轮机冏速器的双熨调节方式将现在普通采用的折向器改为在苴荷大波动工况时折向器必须参与调节，这一思路存在两种实牖方案，一种是折向器始终与吸针保持协联并参与调节:一种是只有当负荷大波动时.折向器才参与调节,判断此种工况只需以电网（或初组）的频率变化大于接入电网正常运行的最大允许痢率偏於（如48-52hz）即可,一旦出现大于此信荒，即判断为机组负荷大波动，据此，将机殂谓速器切换为折向器协联参与调节的运行工况.折向海参与协联调节的方式：首先折向擀的调节功旎只能在减负荷时才起作用，增负荷仍然依赖喷咀的开启速度，这是冲击式机组的固有特性，这里只需集中研究折向器卷马减负荷调节的规律，在提出调节方式之前，须明确折向器舂与调节的解题:折向器应作为主调节机构,吸吹开度应与折向器保持协联，跟随折向渊动作•但需保持适量的开度差（如500）:折向零的开启速度只需略低于喷咀的开启速度，不宜太慢:折向涔快速关闭的开度应维持在空我开度，仅事故保护时才能快速关闭至全关。
冲击式水轮发电机组安装与日常检修技术
冲击式水轮发电机组安装与日常检修技术水轮发电机组，即水轮机驱动的发电机组，是水电站最为常见的发电设备。
对于水轮发电机组的容量以及转速变化，主要是受自然条件的影响。
一般而言，高水头冲击式水轮发电机主要采用卧式结构，大、中型代速发电机一般采用立式结构。
由于水电站作为我国利用水资源的调控机构，一般建立在远离城市的地区，因此供电需要较长输电线路，换言之，对冲击式水轮发电机的稳定性有了更高的标准。
因此，为了使冲击式水轮发电机组的运行调度更加灵活，因此要不断更新冲击式水轮发电机组的安装与日常检修技术。
1. 冲击式水轮发电机组安装与检修原则在冲击式水轮发电机组的安装过程中，首先要遵循国家的相关安装与检修标准，同时要结合实际的运行状况，主要表现在四个方面：一是安全性。
冲击式水轮发电机组的安装与检修在实际的工程中要积极遵循我国相关部门制定的安全防护以及环境保护要求。
一般而言，在发电机组及其附属设备达到指定地点时，要强化设备的检查工作；二是前期性。
在冲击式发电机组的安装前期，首先要认真研究相关的设计图纸以及技术要求，其次构建合理的安装和检修方案。
对于冲击式水轮发电机组安装，主要可以从三个方面进行，即水轮机安装、发电机安装以及实验调整，而对于冲击式水轮发电机组的检修主要分为水轮机的检修、发电机的检修以及实验调整三个方面；三是规范性。
冲击式水轮发电机组的安装应该积极按照设计单位的机组安装图来进行，同时结合相关的技术文件，遵循规范性原则，正确处理好制造厂在技术要求上与国家技术标准产生的矛盾。
2. 冲击式水轮发电机组安装及检修技术冲击式水轮机，即主要借助在导水机构下产生的自由射流，从而使转轮旋转作业，进而将水能转换成机械能，一种特殊的水力原动机。
一般而言，冲击式水轮机由于转轮位置以及做工次数的差异，主要分为三种类型，即切击式水轮机、双击式水轮机以及斜击式水轮机。
根据相关的实验研究表明，这种利用水流动能从而改变做功的水轮机，在实际的安装与检修中，主要分为四个部分，即引水管安装与检修、机壳安装与检修、水轮机轴承装配与检修以及水轮机轴安装与检修，具体如下。
冲击式水轮机的设计和优化方法探究
冲击式水轮机的设计和优化方法探究引言：水力发电是目前最主要的可再生能源之一。
而水轮机作为水力发电的核心装置，其设计和优化对于发电效率和能源利用至关重要。
本文将探究冲击式水轮机的设计和优化方法，以期提高水力发电的效率和可持续发展。
一、冲击式水轮机的原理冲击式水轮机利用水流高速旋转产生的动能转换成机械能，进而推动发电机产生电能。
其关键原理为水流的动能转换。
首先，水流通过引导管进入水轮机，由于引导管的形状以及流体动能的作用，水流进入水轮机后速度增加，静能转化为动能。
然后，高速的水流喷射到叶轮上，产生冲击力。
叶轮受到冲击力的作用，开始旋转。
最后，旋转的叶轮通过轴将机械能传递给发电机，将动能转化为电能。
冲击式水轮机的设计和优化方法，即是为了提高这一能量转换过程的效率。
二、冲击式水轮机的设计方法1. 水轮机类型选择在设计冲击式水轮机时，首先需要选择合适的水轮机类型。
常见的冲击式水轮机类型包括离心式、反射式和喷射式等。
根据实际需求和水资源条件，选择合适的水轮机类型，以确保能够实现高效的能量转换。
2. 叶轮形状设计叶轮是冲击式水轮机中最关键的部件之一。
叶轮的形状设计直接影响水流对叶轮的冲击效果和能量转换效率。
因此，需要进行流场仿真分析和试验研究，探索出最优的叶轮形状。
通过优化叶轮的蜗壳设计、叶片角度等，提高水流的动能转换效率。
3. 冲击力传递优化为了将水流的动能准确传递给叶轮，需要优化冲击力的传递过程。
通过设计合适的导流板和分隔板等，保证水流能够完全冲击到叶轮上，避免能量损失。
同时，也要确保冲击力的传递稳定可靠，以提高水轮机的可靠性和使用寿命。
三、冲击式水轮机的优化方法1. 流场优化在冲击式水轮机的设计中，流场的优化是提高能量转换效率的重要环节。
通过流场仿真和试验研究，分析和改善水流在水轮机中的流动状态。
通过调整导流板、改善进口水资源的流态分布，减小水流中的涡流和湍流，提高水轮机的效率。
2. 叶轮优化叶轮是冲击式水轮机中最核心的部件，其性能对水轮机的整体效果有着重要影响。
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合理安排运行方式ꎬ可以有效延长转轮的使 用寿命ꎬ也可以提高转轮的稳定性ꎮ
(１) 减少开停机次数ꎬ在开机过程中ꎬ转轮因 机组转速上升及水流冲击ꎬ其水斗根部受较大交 变荷载冲击ꎬ转轮损伤较大ꎬ容易产生疲劳破坏ꎮ
(２)减少喷针小开度运行ꎮ 冲击式水轮机的 设计是可以单喷嘴运行的ꎬ其各项运行参数能满 足运行要求ꎬ而低负荷采用多喷针运行时ꎬ喷针开 度一般小于 ２５％ 时喷嘴射流性能较差ꎬ对转轮切 水刃、分水刃及水斗磨损较大ꎮ
重气蚀、效率降低、断斗等问题ꎮ 而不断完善冲击式水轮机转轮运行、维护、检修及修复管理ꎬ合理安排日常运行方式及开展
有效手段日常维护能延缓转轮破坏ꎬ延长转轮使用寿命ꎬ提升电站转轮的安全性ꎮ 在总结多年工作经验的基础上ꎬ提出了有
关冲击式水轮机运行、维护、修复转轮的建议ꎮ
关键词:冲击式水轮机转轮ꎻ运行ꎻ维护
转轮水斗结构不同ꎬ其工作时的受力差别较 大ꎬ铁厂河、斜卡电站新型水斗结构的转轮采用有 限元静力学刚强度分析结果表明:此类转轮最大 等效应力、最大位移部位分别在水斗高应力区以 及水斗斗尖位置ꎮ ４ 冲击式水轮机转轮管理之建议
根据对冲击式水轮机转轮水流工作特性以及 受力点分析ꎬ可以确定水斗高应力区、水斗斗尖是 冲击式水轮机转轮重点监造、检查、监督的区域ꎮ 水流对水斗冲击时ꎬ一方面在水斗高应力区产生 较大的应力( 因此而对转轮材料、结构形式以及 日常运行 维 护 及 检 修 均 有 特 殊 的 要 求) ꎻ 另 一 方 面ꎬ水流冲击转轮ꎬ对转轮切水刃、分水刃以及迎 水面均有磨损、气蚀及撞击ꎬ从而对运行维护提出 了要求ꎬ而合理安排运行方式及开展有效的维护 工作可以延缓转轮水斗的破坏速度ꎮ 因水电站现 场检测条件、检测设备以及转轮本身结构曲面复 杂、空间有限等限制因素ꎬ无法实时有效地监测转 轮水斗高应力区情况及磨损、气蚀情况ꎬ因此而需 要完善运行、维护管理ꎬ以便最大程度地保证转轮 的安全、稳定ꎮ 笔者对其运行、维护以及转轮监造 及修复方面提出了以下几点建议: ４. １ 运 行
中图分类号:ＴＶ７ꎻＴＶ７３４ꎻＴＶ７３７ꎻＴＶ７３８
文献标识码: Ｂ
文章编号:１００１￣２１８４(２０１８) 增 ２￣００６４￣０２
１ 概 述 转轮是水轮机的核心部件ꎬ具有较高的核心
技术ꎬ对材料、设计、制造加工、安装、运行维护及 修复均有较高要求ꎬ其每一步工作均影响到转轮 的安全稳定性ꎮ 考虑到成本原因ꎬ目前国内水头 在 ５００ ｍ 以下的大部分电站均选用铸件转轮ꎬ而 铸件转轮受铸造工艺、转轮尺寸以及无损检测工 艺影响ꎬ转轮坯件以及生产加工过程得不到有效 的监督ꎬ转轮质量往往无法完全得到保证ꎻ无论是 铸件或锻件转轮ꎬ其修复焊接质量得不到严格控 制及监督ꎬ运行中均会出现较多问题ꎬ特别是高应 力区产生的缺陷ꎬ如果不能及时发现并予以处理ꎬ 往往会导致事故的发生ꎮ 水电站为了避免转轮水 力机械事故的发生ꎬ合理安排其运行方式、开展日 常定期检查维护工作、严格控制并监督转轮缺陷 修复的过程就显得尤为重要ꎮ 笔者总结了多年工 作经验ꎬ针对上述问题提出了一些运行、维护、监 造及修复方面的建议ꎮ ２ 问题提出的背景
铁厂河电站装设单机容量为 ４０ ＭＷ 的冲击 式机组两 台ꎬ 额 定 水 头 ７２５ ｍꎬ 额 定 转 速 ６００ ｒ / ｍｉｎꎬ转轮型号为 ＣＪＣ１００２ － Ｌ － １８５ / ４ × １４. ２ꎬ转 轮为整体锻造结构ꎬ生产方式:转轮坯件锻造成整 体铁饼ꎬ无损检测后采用数控加工成型ꎬ水斗设计 为新式水斗结构形式ꎬ背面没有加强筋ꎬ水斗高应 力区受力大ꎬ转轮效率随着出力增加而提高ꎬ振动 及空化有明显的改善ꎮ 此类转轮主要应用于高水
收稿日期:２０１８￣０４￣０１
６４ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ
头电站ꎬ优点是转轮质量好ꎬ可靠性高ꎬ无损检测 较易ꎻ缺点是成本高ꎬ加工周期较长ꎮ 日常运行 中ꎬ铁厂河电站转轮出现了转轮切水刃严重气蚀、 分水刃严重磨损、水斗迎水面出现鱼鳞纹以及较 大气蚀凹坑等缺陷ꎬ一台转轮修复使用后出现了 断斗事故ꎮ
第 ３７ 卷增刊 ２ ２１８ 年９ 月
四 川 水 力 发 电 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ
Ｖｏｌ. ３７ꎬ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ２ Ｊｕｌ. ２ ０ １ ８
冲击式水轮机转轮发有限公司ꎬ四川 成都 ６１００４１)
摘 要:随着国内高、低水头冲击式水轮机电站的开发投运ꎬ许多电站铸件、锻件转轮投入使用一段时间后均出现了掉块、严
水轮机转轮将水流的势能或动能转化成机械
彭 宇等:冲击式水轮机转轮运行维护探索
２０１８ 年增刊 ２
能ꎬ是水轮发电机的原动机ꎮ 冲击式水轮机转轮 工作时ꎬ水流从喷嘴射出ꎬ先冲击切水刃ꎬ切水刃 将水流切入ꎬ水斗分水刃将切入的水流分成上下 两股分别冲击上下水斗ꎬ水流沿着水斗型线冲击 水斗后在出水边与水斗运行方向相反的角度排 出ꎮ