Turbina wodna to maszyna energetyczna, która przetwarza energię przepływu wody na energię maszyn wirujących. Należy do maszyn turbinowych maszyn przepływowych. Już w 100 r. p.n.e. w Chinach pojawiły się zalążki turbiny wodnej, która służyła do podnoszenia systemów nawadniających i napędzania urządzeń do przetwórstwa zboża. Większość współczesnych turbin wodnych jest instalowana w elektrowniach wodnych w celu napędzania generatorów wytwarzających energię elektryczną. W elektrowni wodnej woda ze zbiornika górnego jest kierowana do turbiny hydraulicznej przez kanał dopływowy, aby wprawić wirnik turbiny w ruch obrotowy i napędzać generator wytwarzający energię elektryczną. Gotowa woda jest odprowadzana do kanału odpływowego. Im wyższe ciśnienie wody i większy wydatek, tym większa moc wyjściowa turbiny hydraulicznej.
W turbinie rurowej w elektrowni wodnej występuje problem kawitacji w komorze wirnika turbiny, który tworzy głównie kawitację o szerokości 200 mm i głębokości 1-6 mm w komorze wirnika na wlocie i wylocie wody z tej samej łopatki, wykazując pasy kawitacyjne na całym obwodzie. W szczególności kawitacja jest bardziej widoczna w górnej części komory wirnika, osiągając głębokość 10-20 mm. Przyczyny kawitacji w komorze wirnika turbiny analizuje się w następujący sposób:
Wirnik i łopatka elektrowni wodnej wykonane są ze stali nierdzewnej, a głównym materiałem komory wirnika jest Q235. Jego wytrzymałość i odporność na kawitację są słabe. Ze względu na ograniczoną pojemność zbiornika, zbiornik przez długi czas pracował przy bardzo wysokim ciśnieniu projektowym, a w wodzie ogonowej pojawia się duża liczba pęcherzyków pary. Podczas pracy woda przepływa przez turbinę hydrauliczną przez obszar, w którym ciśnienie jest niższe niż ciśnienie parowania. Woda przepływająca przez szczelinę między łopatkami paruje i wrze, wytwarzając pęcherzyki pary, generując lokalne ciśnienie uderzeniowe, powodując okresowe uderzenia w metal i ciśnienie uderzenia wodnego, powodując powtarzające się obciążenia udarowe na powierzchni metalu, powodując uszkodzenia materiału. W rezultacie kryształy metalu ulegają kawitacji. Kawitacja występuje wielokrotnie w komorze wirnika na wlocie i wylocie tej samej łopatki. Dlatego też, przy długotrwałym działaniu bardzo wysokiego ciśnienia wody, kawitacja stopniowo pojawia się i pogłębia.
Mając na celu rozwiązanie problemu kawitacji w komorze wirnika turbiny, elektrownia wodna została początkowo naprawiona poprzez spawanie naprawcze, ale poważny problem z kawitacją w komorze wirnika został ponownie wykryty podczas późniejszej konserwacji. W tym przypadku osoba zarządzająca przedsiębiorstwem skontaktowała się z nami z nadzieją, że pomożemy rozwiązać problem kawitacji w komorze wirnika turbiny. Nasi inżynierowie opracowali ukierunkowany plan konserwacji w oparciu o szczegółową analizę sprzętu przedsiębiorstwa. Określając zakres naprawy, dobraliśmy materiały z nanopolimerów węglowych zgodnie z warunkami pracy sprzętu, aby spełnić długoterminowe wymagania eksploatacyjne w warunkach pracy na miejscu. Etapy konserwacji na miejscu są następujące:
1. Przeprowadzić odtłuszczanie powierzchniowe części kawitacyjnych komory wirnika turbiny;
2. Usuwanie rdzy poprzez piaskowanie;
3. Wymieszaj materiał nanopolimerowy Sorecun i nałóż go na część, która ma zostać naprawiona;
4. Utwardź materiał i sprawdź powierzchnię naprawy.
Czas publikacji: 14 października 2022 r.
