三门峡水电厂水轮机的磨蚀与防护

摘要

我国河流特点之一是含沙量较大，年平均输沙量在1000万吨以上的河流有115条，直接入海泥沙总量达19.4亿吨，其中黄河及其支流上的水电站，都存在或将面临水机磨蚀问题。我国大中型水轮机有泥沙磨蚀的约132台，计1200万千瓦以上，中小水电站总装机容量约2200万千瓦，有泥沙磨蚀的电站占30％约660万千瓦，共1.3万台。另外，引黄河水泵站10万台，约340万千瓦水泵不同程度地存在泥沙磨蚀危害，困扰着引黄扬水工程的安全运行。 水机磨蚀破坏主要表现在检修周期缩短，检修工作量增加，以黄河三门峡水电厂为例，水轮机运行15000h必须扩修，其中4号机运行2年过流部件严重损坏，效率下降8.7％，而一般水电站大修期在5年左右。黄河上较早投产的大中型水电站有龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、天桥、三门峡七座水电站，共装置40台机组，总容量3731兆瓦。其中，混流式水轮机18台，轴流转桨式水轮机22台。由于黄河超大泥沙含量，使黄河上的水电站深受泥沙的危害，特别是水轮机泥沙磨蚀严重威胁着机组的安全。 本论文分析了黄河三门峡水电厂水轮机磨蚀情况，对不同工作水头，不同机型，材质机组的泥沙磨蚀状况进行了分析比较，比较了各种抗磨材料的应用情况，概括了黄河上水电站的水轮机泥沙磨蚀的规律与特点，提出了相应的检修策略，对旧机组改造情况进行了比较。

目录

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第1章黄河泥沙

第2章三门峡水电厂水轮机的磨蚀

2.1叶片的磨蚀

2.2轮毂的磨蚀

2.3导叶的磨蚀

2.4中环的磨蚀

2.5吊物孔周围的磨蚀

第3章三门峡水电厂水轮机破坏原因分析与防治措施

3.1三门峡水电厂水轮机破坏原因分析

3.2三门峡水电厂水轮机抗磨蚀主要措施

第4章三门峡水电厂水轮机的磨蚀防护

4.1环氧金刚砂涂层防护

4.1.1环氧金刚砂涂层水轮机保护概述

4.1.2环氧的配方与性能

4.1.3环氧金刚砂涂层施工工艺

4.1.4环氧金刚砂的防护效果

4.2聚氨酯弹性涂层防护

4.2.1聚氨脂的性能

4.2.2聚氨脂对于水轮机的磨蚀效果

4.2.3聚胺脂涂层脱落或撕裂的原因分析

4.3碳化钨喷涂水轮机磨蚀防护

4.3.1碳化钨喷涂技术的特点

4.3.2 HVOF碳化钨涂层的抗空化与磨蚀性能

4.3.3 HVOF WC设备的现场施工

4.3.4水轮机热喷涂磨蚀防护的经济效益分析

4.3.5 HVOF-WC水轮机磨蚀防护的效果与问题

4.3.6碳化钨涂层的损伤与修复

4.3.7碳化钨涂层在不同机组上的不同防护效果

4.4抗磨焊条堆焊保护层的应用效果(堆焊防护)

4.4.1抗磨堆焊材料的筛选

4.4.2水轮机叶片的涂层及堆焊保护方案

4.4.3中环的防护

第5章三门峡水电厂水轮机磨蚀研究概要

5.1磨蚀研究的四个阶段

5.2过机泥沙实时监测

5.3水轮机叶片磨损情况演变

第6章三门峡泥沙磨蚀的原因与防护结论

攻读学位期间发表的学术论文

参考文献