水轮机过流部件空蚀分析及预防
2011-04-28龚在礼
龚在礼,熊 宇
(1.四川电力职业技术学院,四川 成都 610071;
2.四川川投田湾河开发有限责任公司,四川 成都 610015)
宝珠寺水电站位于四川省广元市三堆镇——白龙江下游,电站最大库容25.5亿m3,调节库容13.4亿m3,为不完全年调节水库。电站承担着四川电网调峰、调频和事故备用的任务,装机容量700 MW,单机容量175 MW。水轮机型号HLD89-LJ-500,额定出力178.6 MW,转速136.4 r/min,吸出高度-3 m,最大水头103 m,最小水头68.5 m,设计水头84.4 m,单机设计流量239 m3/s。汛期平均含沙量2.26 kg/m3,最大含沙量169 kg/m3,多年平均输沙量2 370万t,泥沙绝大部分来自白龙江上游碧口水电站以上,库区段来沙量很少,水质较好。电站于1996年12月首台11号机投产发电,12、13、14号机相继于1997年6月、12月和1998年6月投产发电,电站枢纽工程于2000年11月移交电厂。
1 水轮机过流部件空蚀现象
1999年11月至2000年12月间,电站利用机组大、小修机会,分别对4台机组的过流部件空蚀情况进行了首次详细检查,发现4台机组空蚀情况十分相似:转轮叶片完整,无明显的空蚀迹象;转轮下环和泄水锥有轻微空蚀针点;转轮上冠靠叶片背面根部空蚀较严重 (见表1)。
尾水管锥管里衬上在4个补气管根部 (顺水流旋转方向斜向下约45°处)空蚀严重,面积达600 mm×700 mm,最严重处已穿孔,面积达300 mm×400 mm。尾水补气管有1根从根部断裂,另1根断掉约200 mm。
11号机于2000年3月 (运行39个月)对其转轮第一次检修后,2004年3月第二次检查发现,空蚀仍发生在转轮上冠两叶片间结合处,但2000年3月采用CHS237不锈钢焊条补焊的部分未发生空蚀,说明该不锈钢材料抗空蚀性能良好,补焊工艺良好。2008年4月进行第三次检查发现,转轮补焊处无外观缺陷,上冠碳钢与不锈钢叶片焊接交接部位存在轻微空蚀,空蚀孔最深9 mm,不锈钢叶片和下环无裂纹、无气孔,外观检查合格,整体表现出翼型空蚀很轻微,且几乎没有泥沙磨损;……
