菲舍塔尔水电站冲击式水斗的磨蚀及其对水轮机效率的影响

摘要

在瑞士瓦莱州的菲舍塔尔水电站测量了水斗式水轮机转轮的几何变化和材料损失，以及水轮机效率的变化。该水电站配备有两个卧式的水斗式水轮机组，每台机组额定功率为32MW，设计流量为7．5m3／s，水头为515m，有两个喷嘴。喷嘴和水斗是硬涂层的。通过使用（i）三维扫描和（ii）涂层测厚仪重复测量两个转轮叶片，来量化水力磨蚀。效率的变化通过应用滑针程序来测量。除了这些定期执行的测量之外，还要不断监测效率。在2012年泥沙期的前半阶段，测量了最高的磨蚀速率，包括一个大型输沙事件。由于转轮未能在过沙期开始时得到全面修复，因此造成了进一步的损失。事件发生后，测得一个宽10mm的分水刃，相当于斗叶内部宽度的1．5％。切水刃向轴线侵蚀多达9mm。效率降幅从2012年的大型输沙事件的1％变幅到2014年的微小变幅，2014年的输沙量很小，只有很少的磨蚀发生。