1　汽蚀情况

1．1　汽蚀主要部位和剥蚀程度

　　截止1997年底，机组共运行285天，单机发电量700万kW·h。1998年春季大修时发现水轮机汽蚀严重，均出现在转轮叶片进水边上下面和转轮室与底环接缝处。其中叶片进水边上下面最大剥蚀面积（40×10）cm²，深度2mm～4mm，沿进水边呈带状分布；转轮室与底环接缝处的汽蚀均出现在＋y方向，面积（40×5）cm²，最深达10mm。另外，转轮其他部位不同程度地存在蜂窝状凹坑，直径3mm～6mm，汽蚀使转轮直径减小10mm～18mm。1号水轮机汽蚀程度甚于2号水轮机，1号机组振动超出规程规定值。

1．2　汽蚀现象

　　水轮机汽蚀的主要现象是汽蚀过程中“啪、啪”的汽蚀爆破声，在蜗壳层尾水管处和水机层机墩内能够清晰听见汽蚀噪声。当汽蚀严重，噪声频率和强度加大，反之，噪声频率和强度均减小；当单机低水位运行时汽蚀严重，尤其是单机运行超过1000kW时，汽蚀随负荷增大而急剧加强。

2　汽蚀原因分析

　　1）水轮机选型不合理，水轮机与发电机转速不匹配。从姚庄水电站水轮机运转综合特性曲线可知，水轮机在转速250r／min时运行在高效区，而发电机额定转速为300r／min，水轮机与发电机转速不匹配。由于受电网频率的制约，致使水轮机只能以300r／min转速运行，在ZD560－LH－180、φ＝＋5°、n＝300r／min的运行综合特性曲线上，根本找不到水头为10．95m、出力为1375kW的交汇点，说明水轮机严重偏离最佳运行工况，当然效率就低。

　　2）转轮材质较软，为ZG25碳钢，这是转轮剥蚀的主要原因。

　　3）设计吸出高度偏大。根据使水轮机不发生汽蚀的条件，水轮机的允许吸出高度应为H_s=h_s-Ñ900≈0.75,式中，H_s为水轮机的允许吸出高度，h_s为理论吸出高度，从H－h_s曲线查得h_s=0.8m,Ñ为电站海拔高程（取机组安装高程42．4m），得出吸出高度为0．75m。而电站设计吸出高度为1．1m，与允许吸出高度0．75m比较，明显偏大。

3　措　施

　　1）中期改造为更换水轮机转轮。当机组运行5年～10年，待现转轮磨蚀到一定程度及效率明显下降时，再委托设计或咨询单位设计适合电站特点的新型转轮，改进流通部件型线与结构，提高水轮机运行效率和抗汽蚀性能。

　　2）近期措施。1998年大修期间，曾对两台水轮机进行了补焊（在转轮室内施焊），由于剥蚀比较严重，延长了大修时间。因此，应缩短转轮补焊周期，每年定期补焊处理1次。补焊时采用的是新型Ocr13Ni4－5MoRe抗磨蚀不锈钢焊条。该焊条具有优良的焊接工艺性能、优良的抗发红性能、良好的打磨加工性和韧性以及良好的抗裂性能。该焊条适合本体为碳钢和不锈钢的母材。采用具有先进工艺和技术的抗磨蚀涂层保护法，该方法实际表明，能延长水轮机过流部件使用寿命1倍～3倍。以保护层替代过流部件的更换，极大地降低了检修成本，一般为备件更换的1／10。目前开发的抗磨蚀涂层系列有：①环氧金刚砂修补胶，②复合尼龙喷涂粉末，③中温或常温多层表面聚氨脂弹性体。

4　收　效

　　姚庄电站采用Ocr13Ni5MoRe不锈钢焊条每年补焊转轮1次，使汽蚀剥蚀得到了有效控制。1999年，进行了1号机转轮改造，请水科院设计制造了良好的高效转轮，新转轮采用了抗汽蚀的Ocr13Ni5Mo不锈钢叶片，效率提高的同时，汽蚀明显好转，从根本上解决了水轮机汽蚀严重的问题。