Файл: Пылаев, Н. И. Кавитация в гидротурбинах.pdf

(в зонах, аналогичных турбине Цим­ лянской ГЭС) глубина разрушений на нержавеющей стали за 7100 ч достигла 5 мм. При этом режимы работы турбины не выходили за до­ пустимые пределы эксплуатационной

60МВт.

Анализ кавитационных разруше­

арина полосы разрушения камер об­ следованных турбин колеблется от 300 мм на Верхне-Свирской ГЭС до 3000 мм на Волжских ГЭС, что со­ ставляет по отношению к диаметру рабочего колеса 0,04—О.ЗГЦ.

Для количественной характери­ стики разрушений углеродистых ка­ мер приведем разультаты обследо­ вания нескольких агрегатов Волж­ ской ГЭС им. XXII съезда КПСС

(табл. II.4).

Агрегаты работали при среднем напоре 20—22 м и средней высоте отсасывания от — 2,5 до — 3,0 м.

Интенсивность эрозии камер рабочих колес, которую лучше характеризовать глубиной кавитационных разрушений за опре­ деленный период эксплуатации, существенно зависит от напора.

из стали ЗОЛ, появились после —50 000 ч эксплуатации.Глубина повреждений — до 5 мм.

На турбинах Верхне-Свирской ГЭС (# = 14 м) кавитацион­ ная эрозия глубиной до 6 мм возникла на камере рабочего колеса

кавитационной стойкостью нержавеющей и углероди­ стой сталей в условиях эксплуатации камер рабочих колес

в то время как следующий за ним пояс из стали МСт.З разрушился на глубину 10 мм.

а следующее за ней фундаментное кольцо из стали МСт.З разру­ шилось на глубину до 5 мм.

Однако на некоторых ГЭС кавитационные разрушения имеются

значительные кавитационные разрушения на корпусе рабочего колеса, изготовляемом из углеродистой стали. Зоны эрозии рас­ полагаются между окнами—ниже оси поворота лопастей. За

60

25 000—30 000 ч эксплуатации разрушения на корпусе рабочего колеса турбин Волжских ГЭС достигают площади 500 Х300 мм с максимальной глубиной 3—5 мм.

11. КАВИТАЦИЯ В РАДИАЛЬНО-ОСЕВЫХ ТУРБИНАХ

Для радиально-осевых гидротурбин, так же как и для пово­ ротнолопастных, характерны три типа кавитации— профильная, щелевая и местная. Однако основные разрушения вызываются профильной кавитацией. Щелевая и местная кавитации имеют второстепенное значение.

Под действием профильной кавитации в основном разрушается тыльная сторона лопастей. В зависимости от типа рабочего ко­ леса и режима работы турбины зона эрозии занимает те или иные участки лопасти. В большинстве случаев зона эрозии располо­ жена вблизи нижнего обода рабочего колеса. Иногда эрозии под­ вержена внутренняя поверхность нижнего обода. На некоторых турбинах кавитационной эрозии подвержен участок отсасываю­ щей трубы, расположенный сразу за ободом.

Щелевая кавитация на радиально-осевых гидротурбинах воз­ никает в зазоре, образуемом нижним ободом рабочего колеса и нижним кольцом направляющего аппарата. Разрушению под­ вержены верхний торец нижнего обода и обращенная к нему плоскость нижнего кольца направляющего аппарата.

Возникновение щелевой кавитации связано с износом лаби­ ринтных уплотнений, имеющим место в турбинах, работающих на воде с большим содержанием песчаных частиц. Турбины, ра­ ботающие на чистой воде, как правило, за счет щелевой кавита­ ции не разрушаются.

Местная кавитация радиально-осевых турбин встречается за разгрузочными отверстиями в верхнем ободе рабочего колеса. Обычно интенсивная кавитация возникает в этих зонах лишь при больших напорах.

В настоящее время на отечественных гидроэлектростанциях наиболее распространены три типа рабочих колес Р0123, Р0211,

Р082. Эти колеса имеют близкую форму лопасти, отличающуюся

восновном лишь высотой. На турбинах, изготовленных в послед­ ние годы, применены новые профили Р0662, Р0697, Р0728.

Рассмотрим кавитационную эрозию турбин, оборудованных рабочими колесами перечисленных типов. Для анализа эрозион­ ных процессов был выбран начальный период эксплуатации тур­ бин, когда рабочие колеса еще не подвергались ремонтным ра­

61