近幾十年,我國的貫流水輪機技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展,尤其是大中型燈泡貫流式水輪機。貫流式水輪機是開發(fā)低水頭水力資源的一種新型機組,適用于25m以下的水頭。這種機型流道呈直線狀,是一種臥軸水輪機,轉(zhuǎn)輪形狀與軸流式相似,也有定槳和轉(zhuǎn)槳之分,由于水流在流道內(nèi)基本上沿軸向運動不拐彎,因此較大的提高了機組的過水能力和水力效率。
貫流式水輪機組的特點:
此外,與其它機型相比,貫流式水輪機組還有其它一些顯著特點:
1、從進水到出水方向軸向貫通形狀簡單,過流通道的水力損失減小,施工方便,另外它效率較高,其尾水管恢復功能可占總水頭的40%以上;
2、貫流式機組有較高的過濾能力和比轉(zhuǎn)速,所以在水頭與功率相同的條件下,貫流式的要比轉(zhuǎn)槳式的直徑小10%左右;
3、貫流式水輪機適合作了逆式水泵水輪機運行,由于進出水流道沒有急轉(zhuǎn)彎,使水泵工況和水輪機工況均能獲得較好的水力性能。如應用于潮汐電站上可具有雙向發(fā)電,雙向抽水和雙向泄水等六種功能,很適合綜合開發(fā)利用低水頭水力資源,另外在一般平原地區(qū)的排灌站上可作為可逆式水泵水輪機運行,應用范圍比較廣泛;
4、貫流式水電站一般比立軸的軸流式水電站建設(shè)周期短、投資小、收效快、淹沒移民少,電站靠近城鎮(zhèn),有利于發(fā)揮地區(qū)興建電站的積極性。
燈泡貫流式水輪機組:
燈泡貫流式這種機組的發(fā)電機密封安裝在水輪機上游側(cè)一個燈泡型的金屬殼體中,發(fā)電機主軸與水輪機轉(zhuǎn)輪水平連接。水流基本上軸向通過流道,軸對稱流過轉(zhuǎn)輪葉片,然后流出直錐形尾水管。機組的軸系支承結(jié)構(gòu)、導軸承、推力軸承都布置在燈泡體內(nèi)。由于貫流式機組水流暢直,水力效率比較高,有較大的單位流量和較高的單位轉(zhuǎn)速,在同一水頭,同一出力下,發(fā)電機與水輪機尺寸都較小,從而縮小了廠房尺寸,減少土建工程量。但是發(fā)電機裝在水下密閉的燈泡體內(nèi),給電機的通風冷卻、密封、軸承的布置和運行檢修帶來困難,
對電機的設(shè)計制造提出了特殊要求,增加了造價。即使如此它與立式軸流式機組相比仍具有明顯的優(yōu)點。燈泡式機組雖然是一種新型機組,但近20年來也積累了許多成功的經(jīng)驗,并逐漸向較高水頭和較大容量發(fā)展,在國內(nèi)外得到了廣泛應用。
水輪機泡體大軸磨損傳統(tǒng)修復技術(shù)
針對水輪機泡體大軸磨損,傳統(tǒng)工藝解決相對困難,需要大量的拆卸,投入大量的人力物力及生產(chǎn)時間等,給企業(yè)生產(chǎn)帶來嚴重的影響。
傳統(tǒng)工藝修復方案有以下幾類:(1)現(xiàn)場電刷鍍工藝(2)整體拆卸,然后補焊機加工修復(3)更換新部件。
● 電刷鍍修復工藝
其優(yōu)點就是可以實現(xiàn)在線修復,其缺點非常明顯。電刷鍍工藝其刷鍍涂層受到磨損量的限制,一般電刷鍍涂層刷鍍厚度小于0.2mm。當磨損量大于0.2mm時,其刷鍍效率將成倍下降,且刷鍍層過厚時,使用過程中刷鍍層容易脫落,使用壽命短。
● 補焊機加工修復工藝
補焊機加工修復工藝是傳統(tǒng)修復工藝中最常見的一種方式,其特點就是修復精度高。其缺點是對于小型軸類的修復過程中容易造成應力集中或者造成軸的彎曲變形;對于水輪機泡體大軸等大型軸類的修復無法進行在線修復,拆卸和運輸將大大增加修復成本和修復周期,且對于機加工設(shè)備的要求極高,綜合性價比低,大大影響企業(yè)的正常生產(chǎn),增加維修維護成本。同時補焊工藝無法避免熱應力的問題,造成軸使用過程中出現(xiàn)裂紋甚至斷裂的危險,大大增加生產(chǎn)安全隱患。
● 更換新部件
對于水輪機泡體大軸的磨損,采用更換的方式不僅成本高,且拆裝和運輸綜合成本使企業(yè)難以接受,一般不予采用。
索雷碳納米聚合物材料新技術(shù)現(xiàn)場修復水輪機泡體大軸磨損:
因金屬材質(zhì)為“常量關(guān)系”,雖然強度較高,但抗沖擊性以及退讓性較差,所以長期的運行必造成配合間隙不斷增大造成軸磨損,意識到這種關(guān)鍵原因后,歐美新技術(shù)研究機構(gòu)研制的碳納米聚合物材料既具有金屬所要求的強度和硬度,又具有金屬所不具備的退讓性(變量關(guān)系),通過“模具修復”、“部件對應關(guān)系”、“機械加工”等工藝,可以最大限度確保修復部位和配合部件的尺寸配合;同時,利用聚合物材料本身所具有的抗壓、抗彎曲、延展率等綜合優(yōu)勢,可以有效地吸收外力的沖擊,極大化解和抵消軸承對軸的徑向沖擊力,并避免了間隙出現(xiàn)的可能性,也就避免了設(shè)備因間隙增大而造成相對運動的磨損,所以針對軸與軸承的靜配合,聚合物材料不是靠“硬度”來解決設(shè)備磨損的,而是靠改變力的關(guān)系來滿足設(shè)備的運行要求。
索雷技術(shù)優(yōu)點:
1、索雷技術(shù)可以根據(jù)軸磨損的實際工況環(huán)境采取不同的修復工藝,如:機加工修復、模具修復、部件對應關(guān)系修復等,大多數(shù)情況下可實現(xiàn)現(xiàn)場修復;
2、轉(zhuǎn)速在1000轉(zhuǎn)以下的可以采取現(xiàn)場模具修復、四邊定位法修復、使用刮板分次修復等免拆卸修復工藝,減少停機停產(chǎn),降低工人勞動強度;
3、自主修復提高一線工人的操作技能,彌補了企業(yè)外協(xié)的經(jīng)濟損失,使企業(yè)人力資源得到最大限度的發(fā)揮;
4、修復時間短,第一時間修復確保了設(shè)備正常運行,可以很好的減少設(shè)備的庫存,往往更換設(shè)備的時間就可以采取索雷進行修復;
5、使用壽命95%情況下超過新設(shè)備使用壽命,是傳統(tǒng)修復費用的1/5--1/10;
6、對修復厚度沒有要求,不會產(chǎn)生應力;
7、轉(zhuǎn)速較高的情況下可以采取機加工的方法修復,材料可以車銑刨磨機加工;
8、產(chǎn)品不斷升級。
索雷碳納米聚合物材料針對水輪機泡體大軸磨損現(xiàn)場修復技術(shù)案例展示:
運行中機組主軸密封漏水嚴重,拆開后發(fā)現(xiàn)GFO盤根與機組主軸填料軸套磨損1.5mm左右。由于設(shè)備構(gòu)造形式及環(huán)境的制約,拆卸維修維護不便。索雷工業(yè)針對軸封部位磨損的泄漏問題,經(jīng)過分析給出了有效的治理方案,雙方就此展開了積極合作。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
工作環(huán)境:泡體內(nèi),維修部件:大軸填料密閉室,轉(zhuǎn)速:125r/min ,軸頸:約900mm,磨損尺寸: 40mm*1.5mm(寬*深)、2條溝槽。
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