水电工程过流部件柔性涂层材料泥沙磨损及抗磨能力研究

水电工程尤其是水电站水轮机过流部件在含沙水中的泥沙磨损是很普遍的问题,严重时会导致过流部件的破坏,水电站不得不停机检修和维护,造成巨大的经济损失。对研制的柔性抗磨材料涂层应用在水电工程中的管道和水轮机导叶试件的泥沙磨损进行了试验研究,结果表明本柔性抗磨涂层材料的泥沙磨损比常用抗磨不锈钢材质小的多,大大提高了水电工程过流部件的抗磨能力。并结合过流部件表面速度测试结果,建立了水电工程过流部件泥沙磨损预估数学模型,为类似水电工程过流部件的泥沙磨损提供了预估方法,也为水电工程尤其是水电站的运行检修维护提供了技术支撑。

常用农业灌溉水表精确性及耐砂耐冻测试评价

针对农业灌溉用水计量设备计量误差问题,对常用的液封式可拆卸垂直、水平螺翼和干式可拆卸水平螺翼、防堵塞水表和超声波流量计进行水力性能试验,并在含砂率1/10 000、1/5 000、1/1 000条件下对水表进行500h磨损试验和在-5、-10、-15℃进行50h的冻胀试验。结果表明,各水表水力性能稳定,在不同含砂率下误差率符合农业灌溉计量要求;2种液封式水表误差率变化趋势相近,2种干式水表误差率趋势类似;4种水表在3种含砂率条件下磨损500h后,误差率没有超过±5%(国家规定允许误差范围)。对误差率趋势拟合分析发现,在含沙率为1/10 000、1/5 000、1/1 000的条件下,试验用的液封式可拆卸垂直螺翼水表和液封式可拆卸水平螺翼水表在使用2.6、2.6、1.68a后误差率大于5%;干式可拆卸水平螺翼水表和干式可拆卸防堵塞水表在使用1.8、1.76、1.76a后误差率大于5%,不再适合灌溉计量。水表冻胀后未损坏则对精度没有多大影响。

渔子溪电站水轮机转轮叶片泥沙磨损研究

渔子溪系山区河流,泥沙含量大,渔子溪电站水轮机转轮的泥沙磨损严重。本文通过数值计算和试验分析的方法,对渔子溪电站的水轮机进行沙水流动的数值模拟和水轮机转轮叶片的泥沙磨损试验,得到水轮机转轮的泥沙磨损情况,预估出转轮的磨损寿命,并提出抗泥沙磨损的措施。研究结果对优化渔子溪电站水轮机运行策略提供了重要依据,用以指导电站运行管理人员有针对性地回避发生严重磨损的运行工况,以此达到保证机组安全运行、减轻转轮磨损、延长转轮使用寿命、最大程度减少电量损失的目的,同时也对其他多泥沙河流水轮机抗磨研究和运行具有重要的指导意义。

新疆夏特电站水轮机活动导叶泥沙磨损研究

为研究夏特电站水轮机导叶的磨损情况,采用固液两相标准k-ε湍流模型对水轮机全过流通道的沙水流动特性进行数值模拟,对该电站水轮机活动导叶进行泥沙磨损试验,得到了活动导叶的磨损规律,并通过试验和数值结果得到导叶磨损率计算公式。结果表明:磨损严重处为活动导叶头部、尾部及背面。

GNF新型涂料抗冲耐磨性能试验研究

随着我国一批大型高水头水电站的兴建,由于水流含沙量大、流速高、流量大等特点,因此对混凝土构件和过流面抗冲耐磨材料的性能提出了更高的要求。总结国内外在材料冲蚀磨损方面的研究情况,选取GNF涂料涂层,在圆环抗磨试验机上进行抗冲磨试验,研究涂层与混凝土试件的抗冲耐磨性能。结果表明:在泥沙粒径为0.02~0.04 mm之间GNF涂料涂层的抗冲磨效果最好;在几种涂层养护条件下室内养护条件最适宜本涂层。

映秀湾电站水轮机活动导叶泥沙磨损研究

汶川地震造成水土流失加剧,河流输沙量迅猛增加,使得岷江上运行的映秀湾电站本来就泥沙磨损严重的水轮机,进一步加剧了泥沙磨损破坏,导致机组效率降低,缩短了使用寿命。该文对映秀湾电站水轮机进行沙水流动数值模拟和活动导叶泥沙磨损试验,获得活动导叶磨损规律,通过试验和数值计算结果,得到活动导叶磨损率计算公式,预估活动导叶磨损寿命。研究结果适用于该电站及其他多泥沙水电站导水机构的磨损寿命预估。