水轮机常见故障诊断及处理.ppt

摆度大（某机组上导摆度） 摆度大（某机组水导摆度） 上机架垂直振动 顶盖下压力脉动 五、水轮机的气蚀破坏与防护 (一)原型水轮机的气蚀破坏 气蚀在反击式水轮机中是普遍存在的。 (1)对气蚀影响大的因素有σ值、制造材料、运行工况和泥砂性质等。 据统计转轮叶片形状是对气蚀影响最大的因素。在同样的条件下具有优良翼型型线的抗气蚀性能较好。因此在制造上保证有优良的翼型对防止和减轻气蚀极为重要。 (2)转轮叶片上的气蚀一般只在局部区域发生如图1-12-1的A、B、C、D区。 五、水轮机的气蚀破坏与防护 (2)转轮叶片上的气蚀一般只在局部区域发生如图1-12-1的A、B、C、D区。 (一)原型水轮机的气蚀破坏 (3)制造材料影响气蚀。用不锈钢制造的转轮抗气蚀性能较好。 (4)同一转轮的不同叶片上气蚀程度不同若干水电广都存在这一情况。 (5)检修是否及时对气蚀破坏的程度亦不同。 (6)不同型号转轮气蚀程度不一样。 （7）同一型号不同厂家制造的水轮机气蚀情况不一样。 (8)同一水轮机在不同工况下运行气蚀破坏程度不同。 (一)原型水轮机的气蚀破坏 (9)不同的水电站气蚀侵蚀规律不同； 1)气蚀面积随运行时间而变。某水电站运行时间从3447h增到6123h气蚀面积增加一倍而气蚀深度没有什么变化。 2)气蚀深度随运行时间而变化。某水电站运行时间从3061h增到5054h气蚀深度增大6倍而气蚀面积无明显增加。 3)气蚀面积和深度均随运行时间增加。大多数属这种类型某水电站运行时间从6194h增加到8750h气蚀面积及深度均增加一倍。 （二）水轮机的气蚀防护 对气蚀的防护措施主要有下列几个方面。 1．设计方面 （1）改善水轮机转轮的水力设计 转轮叶片翼型对气蚀性能有显著影响因此应注重翼型的设计。近年一些水力设计与试验成果表明改进尾水管及转轮上冠的设计，能有效减轻空腔气蚀提高运行稳定性。目前的设计倾向是加长锥管和加大扩散角以及加长转轮的泄水锥。 （2）优化选型设计 水轮机翼型气蚀与Hs有密切关系。为了减轻汽蚀破坏，应选择适合电站自然条件而气蚀性能好的水轮机。选型设计中水轮机的比转速nS、气蚀系数σ、吸出高度Hs均是密切相关的。比转速越高气蚀系数越大， Hs越小，挖方与土建投资越大。这几者之间不能过分强调某一方面，不可顾此失彼，应统筹比较采用优化配合。 2．制造方面 (1)提高制造加工的工艺水平 制造质量的好坏，对气蚀性能影响很大。如某转轮气蚀性能较好但在一些电站运行气蚀严重，经检查确认是制造时翼型误差较大引起的。为了提高加工工艺水平，制造厂家应采用先选的加工工具和机具，严格控制加工精度，提高检测水平，以保证转轮叶片铸造与加工后的翼型与叶片木模图一致。（数控机床） 加工工艺另一个重要质量指标，是翼形表面质量与内部质量。实践证明叶片表面的粗糙度、波浪度、出水边厚薄不均、铸件存在砂眼、夹渣和气孔等号都将加剧气蚀破坏。 提高了转轮叶片制造精度 叶片数控加工 采用抗气蚀的材料 (2)采用抗气蚀的材料 提高转轮抗气蚀性能的另一措施，是采用优良的抗气蚀材料。抗气蚀材料应具有韧性强、硬度高、抗拉力强、疲劳极限高、晶粒细密、可焊性好等综合性能。从冶金及金属材料的情况看，目前只有不锈钢和铝铁青铜近似兼有这些特性。因此现在倾向于，采用以镍铬为基础的各类高强度不锈钢整铸和铸焊转轮，或者以普通碳钢或低合金钢为母材，堆焊或喷焊镍铬不锈钢作保护层。 3．运行方面 (1)改善运行条件合理选定工作区 随着机组出为N和水头H的变化Hs也不断变化。运行条件主要指这三者的变化情况。特别是混流式和转桨式水轮机由于它的叶片固定运行条件变化对转轮水力性能影响很大。运行条件的改善主要是应改善水轮机的负荷有时可把机组限定于某一出力区运行。有条件的可通过改变开机方式、进行机组成组调节以改善运行工况。对气蚀较严重的运行工况区应尽量避开。 (2)水轮机气蚀补气 补气对破坏空腔气蚀、减轻振动有一定的作用。将空气送选气蚀区可使负压区的气泡内部压力上升从而减少真空度；也能使水的密度变小、可压住增加便气泡溃灭时产生的冲击力降低。 水轮机补气方式 目前一般采用两种补气方式： 1)主轴中心孔自然补气。当尾水管真空度达到某一数值时，补气阀被吸开空气通过主轴中心孔和补气阀进入转轮下部，改善该处真空。补气运行表明，它能减轻由于水力原因引起的振动，但补气量小难以消除尾水管祸带引起的压力脉动并且噪音较大。 主轴中心孔自然补气 转轮叶片补气 水轮机顶盖自然补气 水轮机补气对相对效率的影响 水轮机顶盖自然补气对振动的影响 水轮机