水轮机抗泥沙磨损技术的研究

刘炜

摘要：针对我国水轮机在含沙水流磨损较严重的情况，介绍了水轮机主要易磨损部件的抗泥沙磨损措施。在机组合理选型，材料的选择，抗磨层表面喷涂技术等方面提出了有效抗磨措施。

关键词：水轮机  泥沙磨损  技术

1、简述：

我国大陆水力资源可开发容量在3.8亿kW以上，水力资源位居世界第一。但我国河流特点之一是含沙量比较大，年平均输沙量在1000 万t 以上的河流有115 条，直接入海泥沙总量达1914 亿t，我国各水电站水轮机受泥沙磨损问题突出。由于磨损，水轮机效率降低，出力明显下降，年发电量减少;水轮机大修周期缩短，比单纯气蚀的检修期长且工作量大，检修费用大大增加;还影响正常开、停机，因而降低了机组运行的可靠性和灵活性。因此研究水轮机的抗泥沙磨损技术对我国水电事业意义重大。

2、水轮机的磨损和失效特征

水轮机主要部件转轮、转轮室、叶片、抗磨环、底环等部位运行一段时间后，就会出现光滑密实坑槽、针孔、麻点、麻面、波纹、蜂窝状等缺陷。材料的失效是由气、液、固等组成的多相流引起的，有液一气双相流空蚀、液一固双相流冲刷腐蚀磨损破坏形式，也有材料的腐蚀疲劳破坏形式，还存在空蚀、冲蚀磨损、腐蚀及疲劳彼此间的相互促进效应，在含沙水流中泥沙磨损更是其失效重要原因。泥沙磨损主要指当水流挟带悬移质泥沙和推移质泥沙运动时，具有一定动能的硬质沙粒对水力机械过流部件表面反复冲击和切削带来的磨粒磨损。……