ICS27.140 K55 中华人民共和国国家标准 GB/T29403—2012 反 击式水轮机泥沙磨损技术导则 Techniqueguidefordealingwithsandabrasiveerosion inreactionhydraulicturbine 2012-12-31发布 2013-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅳ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 总则 4 ……………………………………………………………………………………………………… 5 过机泥沙分析及水电站防排沙措施 4 …………………………………………………………………… 6 水轮机选型与设计 5 ……………………………………………………………………………………… 7 水轮机材料选择与制造 6 ………………………………………………………………………………… 8 水轮机安装 7 ……………………………………………………………………………………………… 9 水轮机运行与检修 7 ……………………………………………………………………………………… 10 水轮机泥沙磨损的保证值 8 ……………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 磨损试验装置与试验方法 9 ……………………………………………………… 附录B(资料性附录) 水轮机常用材料与防护材料的应用情况 15 ……………………………………… 附录C(资料性附录) 水轮机磨损的观测 17 ……………………………………………………………… ⅠGB/T29403—2012 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国水利部提出。 本标准由水利部水利水电规划设计总院归口。 本标准负责起草单位:中国水利水电科学研究院。 本标准参加起草单位:中国长江三峡集团公司、哈尔滨大电机研究所、东方电机有限公司、中水北方 勘测设计研究有限责任公司。 本标准主要起草人:陆力、吴培豪、余江成、吴剑、徐洪泉、戴江、马素萍、石清华、刘洁、吴喜东、顾四行、 刘娟、窦以松。 ⅢGB/T29403—2012 引 言 我国许多河流的泥沙含量较高,水轮机泥沙磨损问题十分突出。为了有效地减轻泥沙对水轮机的 危害,保障水电站经济与安全运行,应在水电站设计和水轮机选型、设计、制造、安装、运行、维护与检修 等各个环节考虑磨损问题并采取相应措施,有必要制定本标准。 我国开展水轮机泥沙磨损的研究已有50多年的历史,特别是近30年来有关科研、设计、制造、运行 及检修等单位,对水轮机泥沙磨损机理、两相流理论、机型选择、抗磨措施、运行维护、试验技术等各个方 面,进行了大量的试验研究工作与实践,获得了丰富的研究成果与实践经验,为本标准的编制打下了良 好的基础。 ⅣGB/T29403—2012 反击式水轮机泥沙磨损技术导则 1 范围 本标准规定了反击式水轮机的选型、设计、制造、安装、运行、维护和检修中涉及泥沙磨损的技术 要求。 本标准适用于装设反击式水轮机的水电站。 注:对于水中含有腐蚀质或酸碱度较大等水质条件的水轮机防护与注意事项需另行考虑。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T2900.45 电工术语 水电站水力机械设备 GB/T8564 水轮发电机组安装技术规范 GB/T10969 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件 GB/T15468 水轮机基本技术条件 GB/T15469.1 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定 第1部分:反击式水轮机的空蚀评定 SL142 水轮机模型浑水验收试验规程(附条文说明) DL/T838—2003 发电企业设备检修导则 IEC60193 水轮机、蓄能泵、水泵水轮机模型验收试验规程(Hydraulicturbines,storagepumps andpump-turbines—Modelacceptancetests) 3 术语和定义 GB/T2900.45、GB/T15468和GB/T15469.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 反击式水轮机 reactionhydraulicturbine 通过转轮叶片与水流的相互作用将水流的势能与动能转换成机械能输出的水轮机。 注:反击式水轮机类型主要有混流式水轮机、轴流式水轮机、斜流式水轮机和贯流式水轮机等。 3.2 空化 cavitation 在流道中的水流局部压力下降到临界压力(一般接近汽化压力)时,水中气核发展成长为气泡,气泡 的积聚、流动、分裂和溃灭的过程的总称。 3.3 吸出高度 staticsuctionhead Hs 水轮机规定的空化基准面与尾水位的高程差。 注:吸出高度单位用m表示。 1GB/T29403—2012 3.4 空化系数 cavitationcoefficient σ 表征水轮机流道某特定点的空化条件和性能的无量纲系数。 3.5 电站空化系数 plantcavitationcoefficient σp 相应于电站的某个下游水位时的空化系数。由下式计算: σp=(Hb-Hv-Hs)/H 式中: Hb———大气压力水头; Hv———汽化压力水头; Hs———吸出高度; H———工作水头。 3.6 初生空化系数 incipientcavitationcoefficient σi 在水轮机转轮叶片表面开始发生空泡时的空化系数。 3.7 空蚀 cavitationerosion 空化形成的空泡溃灭时打击流道表面所造成的材料破坏和流失。 3.8 泥沙磨损 sandabrasion 因水流携带泥沙引起的对流道表面所造成的材料破坏和流失。 3.9 磨蚀 combinederosionbysandandcavitation 磨损与空化(空蚀)联合作用对流道表面所造成的材料破坏和流失。 3.10 腐蚀 corrosion 因水中含有某种元素对流道表面所造成的材料破坏。在水轮机中某些特定部位因电位(极)产生的 电化学腐蚀,也可归于此类。 3.11 普遍磨损 surfaceabrasion 外貌类似于波纹、鱼鳞状相对较均匀的大面积破坏。 3.12 局部磨损 localabrasion 流道表面出现局部的沟槽、突体与缺陷等的破坏形态。 注:通常产生在水流急剧改变,发生冲击、汇流或脱流等处,如叶片头部、间隙、弯道、表面不平整以及材质缺陷 等处。 3.13 磨损量 amountofabrasion 水流携带泥沙对流道表面所造成的材料流失量。 注:磨损量可用磨损深度ΔH、磨损面积A、质量损失G、体积损失V等表示。 2GB/T29403—2012 3.14 含沙量 sandcontent S 单位水体体积中所含泥沙颗粒的质量。 注:含沙量单位用kg/m3表示。 3.15 过机含沙量 sandcontentpassingthroughturbine 通过水轮机单位水体体积中所携带的泥沙质量。 3.16 悬移质 suspendedload 悬浮于水中随水流移动的泥沙。 3.17 磨损率 abrasionrate 单位时间内的磨损量。 3.18 单位磨损率 unitabrasionrate 设定含沙量为1kg/m3时的磨损率。 3.19 粒径 grainsize d 泥沙颗粒的大小。 注:粒径单位用mm表示。 3.20 中值粒径 mediangrainsize d50 在全部沙样中,小于和大于此粒径的泥沙重量各为50%。 注:中值粒径单位用mm表示。 3.21 平均粒径 meangrainsize dpj 将一组泥沙按粒径大小分成若干组,各粒径组的粒径重量百分比的加权平均值。 平均粒径由下式计算: dpj=∑n i=1Δpidi/∑n i=1Δpi di=(dmax+dmin)/2 或di=(dmax+dmin+dmax×dmin)/3 式中: di ———某一粒径组的粒径; Δpi———某一粒径组泥沙在全部沙样中所占重量百分比; dmax、dmin———某一粒径组泥沙上限与下限粒径值。 注:平均粒径单位用mm表示。 3GB/T29403—2012 3.22 水轮机大修 majoroverhaulofhydraulicturbine 为保持、恢复或提高设备性能,对水轮发电机组进行整体的或针对机组存在问题的部分设备进行解 体的检查和修理。 注:相当于DL/T838—2003中规定的A级或B级检修。 3.23 水轮机大修周期 majoroverhaullifeofhydraulicturbine 从机组上一次大修后投运时至下一次大修开始时的时间间隔。 3.24 磨损保证期 periodofabrasionguarantee 技术协议所规定的评价水轮机泥沙磨损程度的运行时间。 4 总则 4.1 为了减轻水轮机的磨损而采取的措施,应根据各个电站的具体情况与要求进行技术经济论证。 4.