水轮机气蚀类型(水轮机气蚀现象)

海潮机械 2023-01-28 19:57 编辑:admin 106阅读

1. 水轮机气蚀现象

气蚀是固体表面与液体相对运动所产生的表面损伤,通常发生在水泵零件、水轮机叶片和船舶螺旋桨等表面。

流体在高速流动和压力变化条件下,与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。

气蚀常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区,在此形成空穴,空穴在高压区被压破并产生冲击压力,破坏金属表面上的保护膜,而使腐蚀速度加快。

气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点,然后逐渐扩大成洞穴。 

2. 水轮机的气蚀

水轮机的空化现象是水流在能量转换过程中产生的一种特殊现象。大约在本世纪初,发现轮船的高速金属螺旋桨在很短时间内就被破坏,后来在水轮机中也发生了转轮叶片遭受破坏的情况,空化现象就开始被人们发现和重视。

水轮机的工作介质是液体。液体的质点并不象固体那样围绕固定位置振动,而是质点的位置迁移较容易发生。在常温下,液体就显示了这种特性。液体质点从液体中离析的情况取决于该种液体的汽化特性。例如,水在一个标准大气力作用下,温度达到100℃时,发生沸腾汽化,而当周围环境压力降低到0.24mH2O时,空化现象即可发生。

由于液体具有汽化特性,则当液体在恒压下加热,或在恒温下用静力或动力方法降低其周围环境压力,都能使液体达到汽化状态。但在研究空化和空蚀时,对于由这两个不同条件形成的液体汽化现象在概念上是不同的。任何一种液体在衡定压力下加热,当液体温度高于某一温度时,液体开始汽化,形成汽泡,这称为沸腾。当液体温度一定时,降低压力到某一临界压力时,液体也会汽化或溶解于液体中的空气发育形成空穴,这种现象称为空化。

我们以前通常所讲的气蚀现象,实际上包括了空化和空蚀两个过程。空化乃是在液体中形成空穴使液相流体的连续性遭到破坏,它发生在压力下降到某一临界值的流动区域中。在空穴中主要充满着液体的蒸汽以及从溶液中析出的气体。当这些空穴进入压力较低的区域时,就开始发育成长为较大的气泡,然后,气泡被流体带到压力高于临界值的区域,气泡就将溃灭,这个过程称为空化。空化过程可以发生在液体内部,也可以发生固定边界上。空蚀是指由于空泡的溃灭,引起过流表面的材料损坏。在空泡溃灭过程中伴随着机械、电化、热力、化学等过程的作用。空蚀是空化的直接后果,空蚀只发生在固体边界上。

根据对汽蚀现象的多年观测,认为空化和空蚀破坏主要是机械破坏,化学和电化作用是次要的。在机械作用的同时,化学和电化腐蚀加速了机械破坏过程。空化和空蚀在破坏开始时,一般是金属表面失去光泽而变暗,接着是变毛糙而发展成麻点,一般呈针孔状,深度在1~2mm以内;再进一步使金属表面十分疏松成海绵状,也称为蜂窝状深度为3mm到几十毫米。汽蚀严重时,可能造成水轮机叶片的穿孔破坏。空化和空蚀的存在对水轮机运行极为不利,其影响主要表现在以下几方面:

1.破坏水轮机的过流部件,如导叶、转轮、转轮室、上下止漏环及尾水管等。

2.降低水轮机的出力和效率,因为空化和空蚀会破坏水流的正常运行规律和能量转换规律,并会增加水流的漏损和水力损失。

3.空化和空蚀严重时,可能使机组产生强烈的振动、噪音及负荷波动,导致机组不能安全稳定运行。

4.缩短了机组的检修周期,增加了机组检修的复杂性。空化和空蚀检修不仅耗用大量钢材,而且延长工期,影响电力生产。

3. 水轮机气蚀现象是什么

水轮机漏水是以导水叶为中心,为了控制漏水量,水轮机导水叶底环与顶盖处于密封结合的状态,但是由于水轮机机组长期进行峰荷调节,动作频繁,使得导叶、顶盖与套筒等部件轴承套与轴承之间的磨损十分严重,配合间隙随之增大,导水叶漏水会造成调相机组在调相时漏气,也会造成间隙汽蚀加剧,导致破坏,还会给尖峰负荷机造成巨大的水能损失。

4. 反击式水轮机的气蚀部位

气蚀(cavitation;cavitationerosion)又称穴蚀。气蚀是固体表面与液体相对运动所产生的表面损伤,通常发生在水泵零件、水轮机叶片和船舶螺旋桨等表面。流体在高速流动和压力变化条件下,与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心泵叶片叶端的高速减压区,在此形成空穴,空穴在高压区被压破并产生冲击压力,破坏金属表面上的保护膜,而使腐蚀速度加快。气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点,然后逐渐扩大成洞穴。

5. 水轮机气蚀现象有哪些

是当流道(可以是泵、水轮机、河流、阀门、螺旋桨甚至人和动物的血管等)中的液体(可以是水、油等)局部压力下降至临界压力(一般接近汽化压力)时,液体中气核成长为汽泡,汽泡的聚积、流动、分裂、溃灭过程的总称。

6. 水轮机气蚀现象原理

一、出力下降 在水头不变的情况下,导叶开度指针已达到空载开度,而机组转速尚未达到额定转速或超过原来开度数值,确认机组出力下降。

其原因是:①水轮机的容积损失(流量损失)。

②水轮机的水力损失。

③水轮机的机械损失。

处理方法有四条:(一)在机组运行或停机情况下,保证尾水管淹没深度不得少于300毫米(冲击式水轮机除外)。

(二)注意进水或出水情况,使水流保持平稳畅通。

(三)保持转轮在正常状态下运转,发现杂音停机检查处理。

(四)对轴流定浆式水轮机,如突然出现机组出力下降,振动加剧,应立即停机检查。

=、轴温剧升 水轮机轴承有导轴承和推力轴承,导轴承对立轴水轮机来讲,是防止机组旋转摆动或振动,保证轴心稳定。

推力轴承,承受转轮轴向推力。

其影响轴承温度剧升原因有:轴承安装质量差或轴承磨损;润滑油标号不符或油质恶化;润滑油系统故障供油不正常;冷却水系统故障冷却水中断;其它原因使机组振动等。

处理办法是:(一)对于水润滑的轴承,用的润滑水要严格过滤,保证水质,水中不能含有大量泥沙和油类物质,减少对轴承的磨损和橡胶的老化。

(二)稀油润滑当前一般采用自循环,采用甩油环和推力盘,本身由机组转动而自循环供油。

自循环运行要严密注视甩油环的工作状况,不允许有卡住现象,对推力盘供油状况以及油箱的油面水平。

(三)干油润滑的轴承,要注意干油(润滑脂)的规格是否与轴承用油相符,油质是否良好,定时加油,保证轴承空隙三分之一~五分之二为宜。

(四)保证轴承严密,防止压力水及灰尘进入轴承内。

(五)滑动轴承(轴瓦)的安装间隙与轴瓦的单位压力、旋转线速、润滑方式、油的粘度、主轴挠度、安装精度、机组允许振动及摆度有关,不能任意增大或缩小。

三、机组振动 引起机组振动的原因有:机械振动、水力振动、汽蚀振动、电气振动、轴承损坏振动等。

处理办法有:(一)校正水轮机与发电机连接好,保证平稳。

(二)检查蜗壳内有无杂物以及导叶损坏情况。

(三)严格控制不能在低水头、低负荷时运行。

(四)保证尾水淹没深度。

(五)三相电流不平衡,线路掉闸突然甩负荷等引起的振动,去掉励磁后振动可立即消失。

四、设备漏水 有的电站安全阀(调压阀)漏水,闸阀、蝴蝶阀、伸缩节、导水叶漏水,主轴与轴承座漏水等。

处理办法有:(-)减少导水叶之间的间隙,局部间隙最大不能超过0.05毫米。

(二)安全阀漏水可以用凡尔砂(研磨沙)研磨止水塞的方法达到接触严密。

(三)更换闸阀止水橡皮垫。

(四)更换橡皮止水圈(止水垫)。

(五)对中、小型电站采用水环密封,成锥形密封,调节好间隙以及挡油板位置。

(六)盘根轴封减少漏水,更换盘根压紧螺栓。

(七)对油、气密封点泄漏点处理最好的办法是用塑料带绕好后压紧螺栓。

五、调速器失灵 在中、小型电站运行中往往出现水轮机在空载开度时达不到额定转速,调速器全关闭时,导水叶不能全部关闭,转轮停不下来造成失灵。

处理办法有:(-)定时清理导水机构杂物,保持清洁,活动部分定时加油。

(二)进口水口必须设拦污栅,并经常进行清理。

(三)对有刹车装置的水轮机要特别注意及时更换刹车片,加好刹车油。