Vodní turbína je energetický stroj, který přeměňuje energii proudící vody na energii rotačních strojů. Patří mezi turbínové stroje fluidních strojů. Již v roce 100 př. n. l. se v Číně objevily základy vodní turbíny – vodní turbína, která sloužila k zavlažování a pohonu zařízení na zpracování obilí. Většina moderních vodních turbín se instaluje ve vodních elektrárnách k pohonu generátorů pro výrobu elektřiny. Ve vodní elektrárně je voda z horní nádrže přiváděna do hydraulické turbíny přívodním potrubím, kde pohání oběžné kolo turbíny, které se otáčelo a pohánělo generátor pro výrobu elektřiny. Hotová voda je vypouštěna zpětným potrubím zpětným potrubím. Čím vyšší je spádová výška a čím větší je průtok, tím větší je výstupní výkon hydraulické turbíny.
Trubková turbínová jednotka ve vodní elektrárně má problém s kavitací v oběžné komoře turbíny, která se projevuje především kavitací o šířce 200 mm a hloubce 1-6 mm v oběžné komoře na vstupu a výstupu vody ze stejné lopatky, s kavitačními pásy po celém obvodu. Zejména kavitace v horní části oběžné komory je výraznější s hloubkou 10-20 mm. Příčiny kavitace v oběžné komoře turbíny jsou analyzovány následovně:
Oběžné kolo a lopatky vodní elektrárny jsou vyrobeny z nerezové oceli a hlavním materiálem oběžné komory je Q235. Jeho houževnatost a odolnost proti kavitaci jsou nízké. Vzhledem k omezené kapacitě nádrže pro akumulaci vody pracuje nádrž po dlouhou dobu při ultravysokém konstrukčním spádu a v koncové vodě se objevuje velké množství bublin páry. Během provozu voda proudí v hydraulické turbíně oblastí, kde je tlak nižší než tlak vypařování. Voda procházející mezerou lopatek se odpařuje a vaří za vzniku bublin páry, které generují lokální rázový tlak, což způsobuje periodické nárazy na kov a tlak vodního rázu, což způsobuje opakované rázové zatížení kovového povrchu a poškozuje materiál. V důsledku toho dochází k odpařování kavitace kovových krystalů. Kavitace se opakovaně vyskytuje v oběžné komoře na vstupu a výstupu stejné lopatky. Proto při dlouhodobém provozu s ultravysokým spádem vody dochází ke kavitaci postupně a dále se prohlubuje.
S cílem vyřešit problém s kavitací v oběžné komoře turbíny byla vodní elektrárna zpočátku opravena opravným svařováním, ale během pozdější údržby byl v oběžné komoře opět zjištěn závažný problém s kavitací. V tomto případě nás kontaktoval vedoucí pracovník podniku s nadějí, že bychom mu mohli pomoci vyřešit problém s kavitací v oběžné komoře turbíny. Naši technici vypracovali cílený plán údržby založený na podrobné analýze zařízení podniku. Při zajištění rozsahu opravy jsme vybrali materiály z uhlíkových nanopolymerů podle provozního prostředí zařízení, abychom splnili požadavky na dlouhodobý provoz v podmínkách provozu na místě. Postup údržby na místě je následující:
1. Provést odmašťování povrchu kavitačních částí oběžné komory turbíny;
2. Odstranění rzi pískováním;
3. Smíchejte nanopolymerní materiál Sorecun a naneste jej na opravovanou část;
4. Ztuhněte materiál a zkontrolujte opravovaný povrch.
Čas zveřejnění: 14. října 2022
