那吉水電站水輪機轉輪室汽蝕處理
科技專論
作者：黃樹華
【摘要】本文介紹了那吉水電站#2、#3水輪機轉輪室的汽蝕狀況，以及針對汽蝕的產生原因所采取改善水輪機轉輪室的水力性能，並製定了有效的處理方法，從而能有效地提高機組的穩定性與經濟效益。
【關鍵詞】轉輪室；汽蝕；修複處理；經濟效益
1、工程概況
那吉水電站為河床式低水頭電站，安裝3台22MW燈炮貫流式水輪發電機組，總裝機容量66MW，年發電量2.53億kwh，年利用小時3837h，是國務院批準的《珠江流域西江水係鬱江綜合利用規劃報告》10個梯級中的第4級，位於右江上遊的廣西田陽縣那坡鎮那吉村附近。樞紐壩址在田陽縣城上遊22.5km，上距百色水利樞紐61.8km，距百色市區41.4km，下距魚梁梯級84km，壩址控製集雨麵積23573km2，正常蓄水位115.00m，相應總庫容1.03億m3，調節庫容0.09億m3，多年平均流量323m3/s。
電站水輪機參數如下：
2、轉輪室汽蝕概述
2.1輪輪室汽蝕現象
那吉水電站#2、#3轉輪室汽蝕發生在轉輪室上半部分，主要位於轉輪中心線上、下遊250mm地方，寬度約500mm，長約8000mm，也就是轉輪葉片進水與出水邊緣位置，汽蝕深度4mm～8mm，汽蝕最嚴重的部位為轉輪室的頂部，濃度約為8mm。
2.2輪輪室汽蝕主要原因
那吉水電站轉輪和槳葉為不鏽鋼材料，轉輪室上半部份主要材料為Q235，其韌性和防汽蝕性能不佳。由於2009年～2013年，百色地區偏幹旱，那吉水電站枯水節大多時間入庫流量在70m3/S左右，尾水位在99.8m左右，處於超高設計水頭運行，尾水出現大量的汽泡，運行過程中水流在水輪機中流動通過壓力低於汽化壓力區，從槳葉間隙過水部份水汽化沸騰產生汽泡，產生局部衝擊壓力，產生對金屬周期性的撞擊並產生水擊壓力，使金屬表麵受到反複的衝擊載荷，造成材料的破壞，導致金屬晶體汽蝕脫落，汽蝕反複發生在同槳葉進、出水邊的轉輪室上，故在長時間超高水頭運行下，逐漸發生汽蝕，並不斷加深。
2.3轉輪室汽蝕的破壞作用
汽蝕會不斷地破壞轉輪室的金屬材料，長期日積月積，就有可能侵蝕穿輪輪室，嚴重時會造成轉輪室變形，甚至會造成水淹廠房事故的發生。
3、轉輪室汽蝕的修複處理
那吉水電站轉輪室汽蝕修複處理時間工期短，一台機組的處理時間僅為22天，同時要節約檢修成本，如果把轉輪室拆除送原廠家修複，估算一台機組的施工工期不少於35天，而且工程費用會翻倍。所以隻能在不拆除轉輪室的前提下，進行現場修複處理。
3.1準備工作
3.1.1落下機組前、後流道的檢修閘門，抽幹機組流道水，把槳葉打至全開位置，搭上合適的檢修平台，在後流道進人孔以及尾水平壓排氣管裝上排風機，保持汽蝕處理作業環境的空氣流通。
3.1.2分別在轉輪室汽蝕部位的外部頂部立麵、側麵各安裝一個百分表，左右岸立麵、側麵各安裝一個百分表，共4個表，進行實時監視轉輪室氣蝕修複處理時的變形量，以保證轉輪室的變形量在控製範圍內，確保工程施工質量。