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水轮机转轮室气蚀处理方案

1、可行性分析。

(1)根据气蚀处理方案的技术可靠性和施工难度,综合分析上述三种处理方案。

方案一:

优点:技术成熟可靠,施工难度低,基本无风险,不占机组维修直线工期。

缺点:处理费用高。

技术难点:无。

方案二:

优点:技术成熟,加工成本低。

缺点:施工难度大,存在一定的安全风险,并占机组维修直线工期。

技术难点:镶嵌不锈钢板焊接较多,会导致转轮室变形;采用钻孔塞焊,镶嵌的不锈钢板中间区域不能完全贴合。

方案三:

优点:处理成本低。

缺点:技术不成熟,施工难度大,安全风险大,占机组维修直线工期。

技术难点:加上法兰需要与母材熔焊,大面积焊接导致转轮室变形大,转轮室变形后,接缝板难以矫正。

焊接变形分析。

除方案一无技术难点外,方案二、方案三有焊接变形较大的技术难点。根据焊接工艺与焊接量的比较和变形量,方案二的技术难点比方案三更容易解决,但需要注意:

1.早期变形量控制。

旧转轮室上下两个转轮室重新安装把合,转轮室用调圆工具调圆,公差控制在1mm以内;法兰平面找平,公差控制在0.4mm以内。

2.焊接质量控制。

(1)对于气蚀深度超过8mm的部位和焊缝深度,先去除气蚀痕迹,然后根据焊接工艺要求对该位置进行长焊。长焊量按长焊后距转轮室原型线5-6mm控制。

(2)每块拼接钢板均采用线形圆锥形,并钻塞焊孔。为提高塞焊质量,焊孔底部尺寸为16mm,上下为60°角漏斗。

(3)采用二氧化碳气体保护焊。焊接材料为不锈钢焊丝。焊丝直径为1.2mm。焊接前,待焊区域应预热>25℃。焊缝宽度不宜过宽,焊接电流小。

(4)不锈钢板塞焊时,用C型夹将钢板固定在转轮室车修好的凹槽环带上,贴实后定位焊接,每两块钢板间距10mm,最后封焊每块钢板间隙及上下端面坡口。

(5)PT探伤加工后的不锈钢环,检查是否有气孔、裂缝。

(6)焊接后,为消除残余热应力,转轮室静置冷却至室温,并用小锤不断敲击释放应力。

3.焊接过程中的变形控制。

(1)提前使用辅助支撑工具(如十字架、井字架等)强转轮室,以减少焊接过程中的变形。

(2)CO2气体保护焊时,采用接触焊代替熔化焊缝,减少变形;

(3)分区焊接,圆周方向尽量对称焊接,道间温度≤200℃。除底层和盖层外,每层焊接后需要锤击以消除应力。

(4)焊接完成后,应防止局部温度过度降低,变形量过快增加用保温毯覆盖缓慢冷却,必要时加热,禁止淬火。

4.竣工后的验收。

(1)对于车辆维修过程中造成的咬边,用不锈钢焊条进行补焊,然后用磨砂轮片对过度补焊处进行粗磨,最后用砂纸精磨。

(2)加工面的线型和粗糙度均符合图纸要求。

(3)叶片与转轮室的最小间隙应大于2mm,最大间隙应小于6mm。

(3)分析结论。

方案一投资资金大,但技术成熟,无安全风险,优化加强转轮室结构;方案2和方案3虽然投资小,但施工难度大,不仅占机组维护直线工期,而且转轮室变形问题,如果变形超过规范要求,直接导致转轮室报废;与焊接工艺和焊接产生的转轮室变形相比,方案2的安全风险和施工难度小于方案3。

综合比较,首选方案一与方案二组合方案,即将第一台水轮机转轮室整体更换为不锈钢过流面转轮室,然后按方案二依次更换旧转轮室。

二、预期效益。

1.彻底解决三机转轮室气蚀问题,总成本可控制在500万元以内。

2.不占机组维修直线工期(至少15天),每台机组增加发电收入约200万元。

3.方案二是灯泡贯流式水轮机转轮室气蚀处理的新方法,可为同类水轮机转轮室气蚀处理提供重要参考。

七,结束语

通过对水轮机转轮室的改造,彻底解决了转轮室的气蚀问题,大大缩短了每年机组C级维护的总工期,为多发电创造了最基本的条件,为公司的安全稳定生产提供了很大的保障。


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