水轮机常见故障诊断及处理

1、第一部分第一部分 水轮机常见故障诊断及处理水轮机常见故障诊断及处理 第一讲第一讲 ：水轮机故障原因及分类：水轮机故障原因及分类 水轮机故障水轮机故障是是指水轮机完全或部分丧失工作能力指水轮机完全或部分丧失工作能力，也就是丧失了，也就是丧失了 基本工作参数所确定的全部或部分技术能力的工作状态。基本工作参数所确定的全部或部分技术能力的工作状态。 一、故障原因一、故障原因 根据水轮机故障特性，水轮机故障原因一般有：根据水轮机故障特性，水轮机故障原因一般有： 1.1.由于由于介质侵蚀作用或相邻零件相互摩擦作用的结果介质侵蚀作用或相邻零件相互摩擦作用的结果。例如气蚀、。例如气蚀、 泥砂磨损、相邻运动零件

2、间的磨损、橡胶密封件的老化等。泥砂磨损、相邻运动零件间的磨损、橡胶密封件的老化等。 2.2.由于由于突变荷载作用超过材料允许应力突变荷载作用超过材料允许应力而使零件折断或产生不允而使零件折断或产生不允 许的变形，例如剪断销被剪断等。许的变形，例如剪断销被剪断等。 3.3.由于交由于交变荷载长期作用，使零件产生疲劳坡坏变荷载长期作用，使零件产生疲劳坡坏，例如转轮叶片，例如转轮叶片 裂纹等。裂纹等。 4.4.由于由于制造质量隐患制造质量隐患的突然发展。的突然发展。 5.5.由于水轮机以外的间接原因。由于水轮机以外的间接原因。 6.由于由于安装、检修、运行人员的错误安装、检修、运行人员的错误处理。处

3、理。 二、故障分类二、故障分类 根据水轮机根据水轮机故障出现的性质故障出现的性质，故障可分为，故障可分为渐变故障和突发故障渐变故障和突发故障。 渐变故障：渐变故障：多由零件磨损和疲劳现象的累积结果产生多由零件磨损和疲劳现象的累积结果产生。 这种故障使水轮机某些零部件或整机的参数逐渐变化，例如过这种故障使水轮机某些零部件或整机的参数逐渐变化，例如过 流部件的泥砂磨损和气蚀将导致水轮机效率逐渐下降。这种流部件的泥砂磨损和气蚀将导致水轮机效率逐渐下降。这种 故障的发展及后果有规律性，可用一定精度的允许值故障的发展及后果有规律性，可用一定精度的允许值( (如振动、如振动、 摆度、效率下降摆度、效率下降

4、) )来表示。来表示。 突发故障：突发故障：具有随机性，整个运行期间都可能发生具有随机性，整个运行期间都可能发生。 其其现象为运行参数或状态突然或阶跃变化现象为运行参数或状态突然或阶跃变化。例如另部件突然断。例如另部件突然断 裂、振动突然增大等。突发故障的原因多为设计、制造、安裂、振动突然增大等。突发故障的原因多为设计、制造、安 装或检修中存在较严重缺陷或设计运行条件与某些随机运行装或检修中存在较严重缺陷或设计运行条件与某些随机运行 条件不符或设备中突然落入异物等。条件不符或设备中突然落入异物等。 第一讲第一讲 : :水轮机故障原因及分类水轮机故障原因及分类 通过加强运行中的维护，进行定期的停

5、机检通过加强运行中的维护，进行定期的停机检 修，使设备保养在最佳运行状态，可以减缓渐修，使设备保养在最佳运行状态，可以减缓渐 变故障的发展过程，预防突发故障及渐变故障变故障的发展过程，预防突发故障及渐变故障 在突发因素下转化为突发故障。在突发因素下转化为突发故障。 第一讲第一讲 : :水轮机故障原因及分类水轮机故障原因及分类 一、出力下降一、出力下降 并列运行机组在并列运行机组在原来开度下出力下降或单独运行机组开原来开度下出力下降或单独运行机组开 度不变时转速下降度不变时转速下降。这两种情况。这两种情况多由多由拦污栅被杂物堵塞拦污栅被杂物堵塞而引而引 起，尤其是在洪水期容易发生。对于长引水渠的

6、引水式电站，起，尤其是在洪水期容易发生。对于长引水渠的引水式电站， 也可能由于也可能由于渠道堵塞或渗漏渠道堵塞或渗漏使水量减小而引起。另外，也可使水量减小而引起。另外，也可 能因能因导叶或转轮叶片间有杂物堵塞导叶或转轮叶片间有杂物堵塞使流量减小而引起。使流量减小而引起。 清除堵塞处的杂物清除堵塞处的杂物可消除这种故障，在洪水期应注意定时可消除这种故障，在洪水期应注意定时 清除拦污栅上的杂物。清除拦污栅上的杂物。 如果出力下降逐渐严重，且无流道堵塞现象，则可能是如果出力下降逐渐严重，且无流道堵塞现象，则可能是转轮转轮 或尾水管有损坏或尾水管有损坏使效率下降使效率下降，应停机检查，进行相应处理。应

7、停机检查，进行相应处理。 第二讲第二讲 水轮机常见故障处理水轮机常见故障处理 （出力下降）（出力下降） 二、水轮机振动二、水轮机振动 水轮机在运行中发生较强烈的振动，水轮机在运行中发生较强烈的振动，多由于超出多由于超出 正常运行范围而引起，正常运行范围而引起，如如过负荷、低水头低负荷运过负荷、低水头低负荷运 行或在气蚀振动严重区域运行。行或在气蚀振动严重区域运行。 这时，只要这时，只要调整水轮机运行工况即可调整水轮机运行工况即可。 对于气蚀性能不好对于气蚀性能不好，容易发生气蚀的水轮机，则，容易发生气蚀的水轮机，则 应分析气蚀原因，采取相应措施，如抬高下游水位应分析气蚀原因，采取相应措施，如抬

8、高下游水位 减小吸出高度、加强减小吸出高度、加强尾水管补气尾水管补气等来减小振动。等来减小振动。 水轮机振动水轮机振动 测量机组的压力脉动区，尽量使机组避开振动区运行测量机组的压力脉动区，尽量使机组避开振动区运行 水轮机振动水轮机振动（水导轴承摆度曲线）（水导轴承摆度曲线） 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 0255075100 水导X向摆度微米 工作水头:46.0-51.0m 水导X向摆度微米 工作水头:51.0-56.0m 水导X向摆度微米 工作水头:56.0-58.0m 水导X向摆度微米 工作水头:58.0-60.0m

9、水导X向摆度微米 工作水头:60.0-62.0m 水导X向摆度微米 工作水头:62.0-64.0m 水导X向摆度微米 工作水头:64.0-66.0m 水导X向摆度微米 工作水头:66.0-68.0m 水导X向摆度微米 工作水头:68.0-70.0m 有功功率(MW) 三、运行时发生异常响声三、运行时发生异常响声 运行时发生的异常响声，如运行时发生的异常响声，如为金属撞击声，多为为金属撞击声，多为 转动部分与固定部分之间发生摩擦转动部分与固定部分之间发生摩擦，应立即停机，应立即停机检检 查转轮、主轴密封、轴承等查转轮、主轴密封、轴承等处，如确有摩擦，则应处，如确有摩擦，则应 进行调整。进行调整。

10、 另外，另外，水轮机流道内进入杂物、轴承支座螺栓松动、水轮机流道内进入杂物、轴承支座螺栓松动、 轴承润滑系统故障、水轮机气蚀等轴承润滑系统故障、水轮机气蚀等也会引起水轮机也会引起水轮机 发生异常响声，应根据响声的特点、发生异常响声，应根据响声的特点、结合其它现象结合其它现象 (如振动、轴承温度、压力表指示等如振动、轴承温度、压力表指示等)分析原因分析原因，采取，采取 相应处理措施。相应处理措施。 （水轮机叶片夹石头等）水轮机叶片夹石头等） 运行时发生异常响声运行时发生异常响声 四、空载开度变大四、空载开度变大 开机时，开机时，导叶开度超过当时水头下的空载导叶开度超过当时水头下的空载 开度时才达

11、到空载额定转速开度时才达到空载额定转速，如果检查拦如果检查拦 污栅无堵塞，则是由于进水口工作闸门或污栅无堵塞，则是由于进水口工作闸门或 水轮机主阀未全开水轮机主阀未全开而造成。检查它们的开而造成。检查它们的开 启位置，并使其全开。启位置，并使其全开。 空载开度变大空载开度变大 五、停机困难五、停机困难 停机时，转速长时间不能降到制动转速。这种故停机时，转速长时间不能降到制动转速。这种故 障的原因是障的原因是导叶间隙密封性变差或多个导叶剪断销导叶间隙密封性变差或多个导叶剪断销 剪断剪断，因而不能完全切断水流。，因而不能完全切断水流。 如果是导叶剪断销剪断，应迅速关闭主阀或进水如果是导叶剪断销剪断

12、，应迅速关闭主阀或进水 口工作闸门切断水流口工作闸门切断水流。对于前一种原因，其故障现。对于前一种原因，其故障现 象是逐渐发展的，应在加强维护工作中予以消除。象是逐渐发展的，应在加强维护工作中予以消除。 停机困难停机困难 六、顶盖淹水六、顶盖淹水 这种故障多为顶盖排水系统工作不正常或主轴密封失效漏 水量过大引起。 对顶盖自流排水的水轮机，检查排水通道有无堵塞。水泵排水的 则检查水位信号器，并将水泵切换为手动。 对顶盖射流泵排水则检查射流泵工作水压。如果排水系统无故障， 则可能是主轴密封漏水量过大，应对其检查，进行调整或更 换密封件。 另外，应注意是否因水轮机摆度变大引起主轴密封漏水过大。 如果

13、顶盖淹水严重，不能很快处理，则应停机，以免水进如果顶盖淹水严重，不能很快处理，则应停机，以免水进 入轴承，使故障扩大。入轴承，使故障扩大。 顶盖淹水顶盖淹水 七、七、剪断销剪断剪断销剪断 故障现象： 1、导叶剪断销剪断信号灯亮； 2、机组振动增大，摆度增大； 3、短时间内产生原因不明的负荷增大。 原因分析 1、导叶间被杂物卡住；导叶间被杂物卡住； 2 2、导叶开关过快，使剪断销受冲击剪切力而剪断；、导叶开关过快，使剪断销受冲击剪切力而剪断； 3 3、各导叶连臂尺寸调整不当或锁紧螺母松动；、各导叶连臂尺寸调整不当或锁紧螺母松动； 4 4、导叶尼龙套吸水膨胀将导叶轴抱的过紧；、导叶尼龙套吸水膨胀将

14、导叶轴抱的过紧； 5、水轮机顶盖和底环抗磨板采用尼龙材料，尼龙抗磨板凸出。水轮机顶盖和底环抗磨板采用尼龙材料，尼龙抗磨板凸出。 剪断销剪断剪断销剪断 这是一种很常见的故障，特别是卧轴机组。这种这是一种很常见的故障，特别是卧轴机组。这种 故障也是对机组正常运行影响最大的一种故障。故障也是对机组正常运行影响最大的一种故障。 从根本上讲，引起轴承温度过高甚至损坏的原因，从根本上讲，引起轴承温度过高甚至损坏的原因， 一是运行时一是运行时轴承发热量超过正常散热量轴承发热量超过正常散热量； 二是轴承二是轴承实际散热量小于正常散热量实际散热量小于正常散热量。 八、轴承温度过高八、轴承温度过高 1 1、由于轴

15、承、由于轴承冷却水水压不足或中断造成冷却冷却水水压不足或中断造成冷却效果效果 差，引起轴承瓦温升高而警报。差，引起轴承瓦温升高而警报。 此时轴承油槽此时轴承油槽油温较高油温较高，轴承各瓦间，轴承各瓦间温差较小温差较小。并有。并有 轴承冷却水中断故障报警。轴承冷却水中断故障报警。 2 2、轴承间隙变化轴承间隙变化而不能保持安装或检修时调整的而不能保持安装或检修时调整的 合理间隙值。其次是由于合理间隙值。其次是由于机械、水力或电气等方面机械、水力或电气等方面 因素引起机组强烈振动因素引起机组强烈振动，使轴承工作条件恶化；，使轴承工作条件恶化； 此时轴承各瓦间此时轴承各瓦间温差较大温差较大。 八、轴

16、承温度过高八、轴承温度过高 引起的原因引起的原因 3 3、由于、由于轴承绝缘不良，产生轴电流轴承绝缘不良，产生轴电流，破坏油膜，造成推力，破坏油膜，造成推力 瓦与镜板间摩擦力增大，使轴承瓦温升高而警报。瓦与镜板间摩擦力增大，使轴承瓦温升高而警报。 此时轴承各瓦间温差较小，此时轴承各瓦间温差较小，油色变深变黑油色变深变黑。其他轴承也同样受。其他轴承也同样受 影响。影响。 4 4、 机组机组振动摆度增大振动摆度增大引起轴承瓦间受力不均，受力大的轴引起轴承瓦间受力不均，受力大的轴 瓦瓦温升高而警报。瓦瓦温升高而警报。 此时轴承此时轴承各瓦间温差较大，相邻轴承瓦间温度相差不大各瓦间温差较大，相邻轴承瓦

17、间温度相差不大。 5 5、由于、由于轴承油槽油质劣化或不清洁轴承油槽油质劣化或不清洁造成润滑条件下降，引造成润滑条件下降，引 起轴承瓦温升高而警报。起轴承瓦温升高而警报。（轴承油槽进水）（轴承油槽进水） 此时可能有轴电流，或油轴承油槽油面升高。此时可能有轴电流，或油轴承油槽油面升高。 八、轴承温度过高八、轴承温度过高 引起的原因引起的原因 6 6、轴承油槽、轴承油槽油面降低油面降低引起润滑条件下降造成轴承瓦温引起润滑条件下降造成轴承瓦温 升高。升高。（轴承甩油）（轴承甩油） 此时油轴承油槽油面下降掉牌。此时油轴承油槽油面下降掉牌。 7、由于轴承测温元件损坏、温度计或巡检仪故障引起、由于轴承测温

18、元件损坏、温度计或巡检仪故障引起 误警报。误警报。 8 8、强油循环系统，供油量不足或断流，以及油循环系、强油循环系统，供油量不足或断流，以及油循环系 统工作不正常。统工作不正常。 9 9、导轴承瓦间隙设计部合理或调整不当；、导轴承瓦间隙设计部合理或调整不当； 八、轴承温度过高八、轴承温度过高 引起的原因引起的原因 这种故障的原因是测量这种故障的原因是测量管路中有空气管路中有空气或或 堵塞，应进行排气或清扫。如测量管路正堵塞，应进行排气或清扫。如测量管路正 常，则可能是常，则可能是表计损坏，应予以更换。表计损坏，应予以更换。 所以所以油和水的表阀要装设三通阀油和水的表阀要装设三通阀，目的，目的

19、 是为了排气；是为了排气； 而气阀不装三通阀，目的是防止漏气。而气阀不装三通阀，目的是防止漏气。 九、压力表计指示不正常九、压力表计指示不正常 1 1）转轮叶片裂纹；（停机修复）转轮叶片裂纹；（停机修复） 2 2）尾水管人孔门川水；）尾水管人孔门川水； 3 3）补气阀川水；）补气阀川水； 4 4）水轮机导轴承轴颈裂纹或磨损严重（返厂修复）。）水轮机导轴承轴颈裂纹或磨损严重（返厂修复）。 5 5）水导轴承严重甩油（严重时导致烧瓦）；）水导轴承严重甩油（严重时导致烧瓦）； 6 6）机组停机状态潜动；（导叶漏水量大引起）。）机组停机状态潜动；（导叶漏水量大引起）。 总之，水轮机运行性能的好坏与机组的

20、设计、制造、总之，水轮机运行性能的好坏与机组的设计、制造、 安装、检修、维护的质量有关。安装、检修、维护的质量有关。 在实际工作中，应根据设备的运行情况，及存在的在实际工作中，应根据设备的运行情况，及存在的 设备缺陷及隐患，充分利用当代新技术、新工艺、新采设备缺陷及隐患，充分利用当代新技术、新工艺、新采 料，针对性地进行改进或改造，使机组始终处于良好的料，针对性地进行改进或改造，使机组始终处于良好的 状态运行。状态运行。 如果条件条件允许，针对设备的薄弱环节，安装机如果条件条件允许，针对设备的薄弱环节，安装机 组状态监测与故障诊断分析系统，定期对机组的运行状组状态监测与故障诊断分析系统，定期对

21、机组的运行状 态进行诊断分析，安排机组的检修计划。态进行诊断分析，安排机组的检修计划。 一、水轮机的气蚀特性一、水轮机的气蚀特性 （一）气蚀现象（一）气蚀现象 气蚀现象最早发现于气蚀现象最早发现于1891年，英国高速驱逐舰年，英国高速驱逐舰“达令达令” 号在试航中，发现螺旋桨在较短时间遭到破坏，其后在水泵号在试航中，发现螺旋桨在较短时间遭到破坏，其后在水泵 和水轮机叶片中也发现类似的破坏现象。和水轮机叶片中也发现类似的破坏现象。由于当时水力机械由于当时水力机械 处于低速阶段，这种破坏并不显著。处于低速阶段，这种破坏并不显著。随着水轮机向大容量、随着水轮机向大容量、 高水头和高转速方面的发展，这

22、种破坏日趋严重，经研究，高水头和高转速方面的发展，这种破坏日趋严重，经研究， 发现这是一种叫做发现这是一种叫做“气蚀气蚀”的现象所造成的的现象所造成的。 日常生活中存在日常生活中存在-种普通的物理现象，即任何液体在一定种普通的物理现象，即任何液体在一定 的压力下，当温度升高到一定数值时的压力下，当温度升高到一定数值时.液体开始沸腾；反过来液体开始沸腾；反过来 说，若将液体保持在一定的温度，而改变作用在液体上的压说，若将液体保持在一定的温度，而改变作用在液体上的压 力，则当压力变化到某一数值时，液体也开始沸腾。力，则当压力变化到某一数值时，液体也开始沸腾。 第三讲：气蚀、泥沙磨损和振动第三讲：气

23、蚀、泥沙磨损和振动 例如，水在一个标准大气压下，加热到100才 会沸腾汽化；如果改变作用在水面的压力，当压力降 低到0.24mH20时，水温仅20 便汽化了。在一定温在一定温 度下水开始汽化的临界压力度下水开始汽化的临界压力. .称为汽化压力称为汽化压力。水在各 种温度下的汽化压力列于表1-12-1中。. 第三讲第三讲 气蚀、泥沙磨损和振动气蚀、泥沙磨损和振动 在反击式水轮机的流道中，由于边界条件的变在反击式水轮机的流道中，由于边界条件的变 化，某些地方流速会增加，致使压力降低。由于水化，某些地方流速会增加，致使压力降低。由于水 中含有气蚀核中含有气蚀核(小气泡、空气等小气泡、空气等)，当压力

24、低于汽化压，当压力低于汽化压 力时会发生汽化，释放出蒸汽泡，溶解在水中的气力时会发生汽化，释放出蒸汽泡，溶解在水中的气 体也会分离出来，变成空气泡，这些蒸汽泡和空气体也会分离出来，变成空气泡，这些蒸汽泡和空气 泡的混合物，一般称为汽穴泡的混合物，一般称为汽穴。这。这些微泡的形成、发些微泡的形成、发 展、溃裂以及对过流表面所产生的破坏过程称为气展、溃裂以及对过流表面所产生的破坏过程称为气 蚀。蚀。 第三讲第三讲 气蚀、泥沙磨损和振动气蚀、泥沙磨损和振动 1 1机械破坏作用机械破坏作用 在通流部件压力低于汽化压力的地方会有蒸汽和空气从在通流部件压力低于汽化压力的地方会有蒸汽和空气从 水中析出，成为

25、夹杂在水中的气泡群，它随着水流运动被带水中析出，成为夹杂在水中的气泡群，它随着水流运动被带 到高压区，到高压区，在高压作用下，气泡受压，被压缩到一定的程度在高压作用下，气泡受压，被压缩到一定的程度 开始溃裂重新凝结成水。开始溃裂重新凝结成水。在在气泡瞬息破裂气泡瞬息破裂时伴随发生两种水时伴随发生两种水 击压力，一种是水流力图在瞬间充满原气泡占据的空间而产击压力，一种是水流力图在瞬间充满原气泡占据的空间而产 生的生的冲击压力冲击压力；另一种是气泡破裂自身所产生的；另一种是气泡破裂自身所产生的聚能压力聚能压力。 这些压力形成微观的水击效应，由于发生在极短的瞬间，因这些压力形成微观的水击效应，由于发

26、生在极短的瞬间，因 此此这种瞬时水击压力相当大，可达几百个大气压。这种瞬时水击压力相当大，可达几百个大气压。 ( (二）气蚀的破坏作用二）气蚀的破坏作用 1 1机械破坏作用机械破坏作用 过流表面的某些局部区域，气泡的产生与溃灭处于反复过流表面的某些局部区域，气泡的产生与溃灭处于反复 循环的动态过程。循环的动态过程。产生周期性的脉冲水击压力，使过流表面产生周期性的脉冲水击压力，使过流表面 承受反复的冲击载荷。这样，材料在两种形式上遭到破坏，承受反复的冲击载荷。这样，材料在两种形式上遭到破坏， 一种属于在屈服点内的疲劳破坏，一种属于在屈服点内的疲劳破坏，气泡溃灭后周围流体高速气泡溃灭后周围流体高速

27、 射流挤入金属晶格，冲击过去之后流体又力图从这些金属品射流挤入金属晶格，冲击过去之后流体又力图从这些金属品 格中流出，正反两种作用都导致晶粒脱落。格中流出，正反两种作用都导致晶粒脱落。另一种形式属于另一种形式属于 超过屈服点后产生塑性变形而直至破坏超过屈服点后产生塑性变形而直至破坏。 在气蚀脱下材料破坏的过程本质上是一种疲劳过程，其形在气蚀脱下材料破坏的过程本质上是一种疲劳过程，其形 式是表面发生剥蚀。对于粗糙的表面，这一过程由于应力集式是表面发生剥蚀。对于粗糙的表面，这一过程由于应力集 中而加速破坏。中而加速破坏。 ( (二）气蚀的破坏作用二）气蚀的破坏作用 2 2化学破坏作用化学破坏作用

28、一些试验研究认为，化学作用来源于局部高温一些试验研究认为，化学作用来源于局部高温 和氧化。和氧化。当气泡被压缩时要放出热量当气泡被压缩时要放出热量。气泡溃灭时。气泡溃灭时 形成的高速射流可以产生局部高温。从理论上讲，形成的高速射流可以产生局部高温。从理论上讲， 当射流速度高达当射流速度高达16002000m/s16002000m/s时，可使钢材熔化。时，可使钢材熔化。 有的实验表明，有的实验表明，在气泡破裂时，局部高温可达数百在气泡破裂时，局部高温可达数百 度，在度，在这种高温高压的作用下，这种高温高压的作用下，引起金属材料的引起金属材料的局局 部氧化部氧化。 化学破坏作用化学破坏作用 3 3

29、电化破坏作用电化破坏作用 气泡在高温高压下产生放电现象气泡在高温高压下产生放电现象，即产生电化，即产生电化 作用，金属表面的局部温差也形成热电偶，从而对作用，金属表面的局部温差也形成热电偶，从而对 金属表面产生电解作用。金属表面产生电解作用。 气蚀对金属表面的破坏作用，目前的研究还很不气蚀对金属表面的破坏作用，目前的研究还很不 完善。一般认为主要是机械破坏作用。在机械作用完善。一般认为主要是机械破坏作用。在机械作用 的同时，化学破坏作用和电化破坏作用，加速了机的同时，化学破坏作用和电化破坏作用，加速了机 械破坏过程。械破坏过程。 气蚀对金属材料的破坏，一般是首先使金属表面气蚀对金属材料的破坏，

30、一般是首先使金属表面 失去光泽而变暗，接着变毛糙而发展成为麻点，进失去光泽而变暗，接着变毛糙而发展成为麻点，进 而成蜂窝状而成蜂窝状(海棉状海棉状)，严重时可使叶片穿孔、开裂和，严重时可使叶片穿孔、开裂和 成块脱落。成块脱落。 电化破坏作用电化破坏作用 3 3电化破坏作用电化破坏作用 气蚀破坏造成的后果和影响是十分有害的：气蚀气蚀破坏造成的后果和影响是十分有害的：气蚀 直接破坏水轮机的过流部件，直接破坏水轮机的过流部件，特别是转轮叶片，严特别是转轮叶片，严 重时可使叶片穿孔、缺口甚至脱落；水轮机在气蚀重时可使叶片穿孔、缺口甚至脱落；水轮机在气蚀 情况下运行、出力和效率都要显著降低，并且要引情况

31、下运行、出力和效率都要显著降低，并且要引 起噪音、机组的强烈振动和运行不稳定；起噪音、机组的强烈振动和运行不稳定；气蚀缩短气蚀缩短 了检修周期、了检修周期、延长了检修工期，延长了检修工期，气蚀检修要耗用大气蚀检修要耗用大 量的贵重金属材料和人力物力。量的贵重金属材料和人力物力。 因此，在设计、制造、安装、运行和维修中，采因此，在设计、制造、安装、运行和维修中，采 取有效措施，以防止和减缓水轮机的气蚀程度，是取有效措施，以防止和减缓水轮机的气蚀程度，是 极为必要极为必要|的。的。 电化破坏作用电化破坏作用 根据汽蚀发生的部位和发生条件的不同，水轮机的气蚀一般根据汽蚀发生的部位和发生条件的不同，水

32、轮机的气蚀一般 可分为三类。可分为三类。 1 1翼型汽蚀翼型汽蚀 翼型气蚀一般指发生在转轮叶片上的气蚀。翼型气蚀一般指发生在转轮叶片上的气蚀。它在反击式水它在反击式水 轮机中普遍存在。轮机中普遍存在。 反击式水轮机转轮叶片迫使水流的动量矩发生改变它意味着叶反击式水轮机转轮叶片迫使水流的动量矩发生改变它意味着叶 片的正面和背面必然存在压差叶片的正面片的正面和背面必然存在压差叶片的正面(工作面工作面)为正压而为正压而背背 面面(非工作面非工作面)一般为负压。当负压区的压力低于汽化压力就可一般为负压。当负压区的压力低于汽化压力就可 能发生气蚀。能发生气蚀。因此因此背面的低压区是造成气蚀的条件。背面的

33、低压区是造成气蚀的条件。 （三）（三）气蚀的类型气蚀的类型（翼型汽蚀）（翼型汽蚀） 2.2.空腔气蚀空腔气蚀 反击式水轮机在非设计工况下运行时转轮出口水反击式水轮机在非设计工况下运行时转轮出口水 流具有一定的圆周分量水流在尾水管中产生旋转，流具有一定的圆周分量水流在尾水管中产生旋转， 旋转水流的中心产生涡带旋转水流的中心产生涡带（图（图1-12-3）。）。涡带的中心涡带的中心 形成很大的真空。真空涡带周期性的扫射尾水管管形成很大的真空。真空涡带周期性的扫射尾水管管 壁，造成尾水管管壁的汽蚀破坏。壁，造成尾水管管壁的汽蚀破坏。这种气蚀形式，这种气蚀形式， 称为空腔气蚀。称为空腔气蚀。 空腔气蚀空

34、腔气蚀 为了衡量和比较水轮机汽蚀的程度需要制定对气蚀浸蚀的评 定标准。目前使用的标准有多种我国采用单位时间叶片背面 单位面积上平均浸蚀深度浸蚀深度作为评定标准即 （1-12-1） 式中 K-浸蚀指数，mm/h V-浸蚀体积，m2 .mm T-有效运行时间，h（不包括调相运行时间） F一一叶片背面总面积 m2 ( (四四) )气蚀的等级气蚀的等级 FT V K 为了区别各种水轮机的气蚀程度一般将浸蚀指数分成五级并换算 成相应的年平均浸蚀速度见表1-l2-2。-般在级以上的属于严 重气蚀情况。 ( (四四) )气蚀的等级气蚀的等级 浸蚀等级浸 蚀 指 数 K （ 1 0 - 4mm/h） 浸蚀速度

35、（mm/年）汽蚀程度 0.057 0.057-0.228 1.140 0.20.5 0.51.0 1.0 中等 较重 严重 二、水轮机的气蚀系数二、水轮机的气蚀系数 动态真空与水头的比值为水轮机的气蚀系数 （1-12-13） 式中 尾水管的恢复系数 -尾水管的阻力系数。 hv-动态真空 Z2-Za =Hs Hs-静态真空或吸出高度 gH v gH ww H h k 22 2 2 2 2 1 二、水轮机的气蚀系数二、水轮机的气蚀系数 Pvk-K点的真空值为 =Hs+hv （1-12-9） K点的真空由两部分组成其静态真空Hs与水轮机的安装高度有关而动态真空 hv由转轮和尾水管共同形成它主要与运行

36、工况有关且与水头成正比。 水轮机的汽蚀系数水轮机的汽蚀系数是一个无因次系数，它与转轮翼、型运行工况、水是一个无因次系数，它与转轮翼、型运行工况、水 轮机形状、转轮出口动能、尾水管的性能及恢复系数等诸多因素有关。轮机形状、转轮出口动能、尾水管的性能及恢复系数等诸多因素有关。对 于不同的水轮机，在相同的水头条件下，越大则动态真空越大，发生 汽蚀的可能性越大。设计和选择水轮机在保证良好的能量特性的同时，应 尽可能减小水轮机的汽蚀系数。 影响气蚀系数的因素比较复杂直接用理论计算或进行测量均有较大困难。 目前通常是用模型试验方法求得水轮机的气蚀系数称为模型气蚀系数常用 表示 vk P 二、水轮机的气蚀系

37、数二、水轮机的气蚀系数 在工程上是用模型气蚀系数m的大小来反映不同系列水轮 机的气蚀性能。 HH pp s ak 三、水轮机的吸出高度和安装高程三、水轮机的吸出高度和安装高程 反击式水轮机转轮压力最低点出现在叶片背面接近出口边的 K点该区域最可能发生翼型气蚀其真空值由静态真空和动态真 空两部分组成。对于一台给定的水轮机动态真空与该水轮机动态真空与该水轮机 的结构及运行工况有关。的结构及运行工况有关。 但静态真空则与水轮机本身无关它仅取决于转轮装置于下游静态真空则与水轮机本身无关它仅取决于转轮装置于下游 水面的相对高度常用水面的相对高度常用HsHs表示水轮机的吸出高度。 在装置水轮机时可通过选择

38、适宜的吸出高度Hs来控制转轮出 口处的压力值以避免翼型气蚀的发生。显然吸出高度越小则吸出高度越小则 水轮机装得越低，水轮机不易发生气蚀，但电站的挖方量增水轮机装得越低，水轮机不易发生气蚀，但电站的挖方量增 加基建投资加大。加基建投资加大。因此选择合理的吸出高度Hs是一个重要的 技术经济问题。 三、水轮机的吸出高度和安装高程三、水轮机的吸出高度和安装高程 不发生气蚀的条件是： Hs 不发生翼型气蚀的基本条件,即吸出高度Hs不大于公式右端的数 值就可避免发生翼型气蚀。 式中左边各项数值完全取决于水轮机安装处的环境条件称它为水 轮机的装置气蚀系数,用表示。 y = （1-12-18） 即 y （1-

39、12-19） 式（1-12-19）为不发生气蚀的另一种表达形式.即水轮机的装置 气蚀系数应大于水轮机的汽蚀系数，水轮机才不发生翼型气 蚀。y=称为临界状态。 H pp va H HHH sa 三、水轮机的吸出高度和安装高程三、水轮机的吸出高度和安装高程 吸出高度的计算 -(0.51) (m) 一些设计、制造部门考虑气蚀系数修正的方法是对模型气蚀系数 乘上安全系数 K即 (m) (1-12-24) 式中K-气蚀安全系数 即装置气蚀系数y与模型气蚀系数y之比K=y/；对轴流 式水轮机K=1.l1.2；对混流式水轮机 K=1.21.5 H-一般按设计水头计算对混流式水轮机还应以最大水头、轴流式 水轮

40、机以最小水头对应的进行核算。 HH S )( 900 10 HkH S 900 10 三、水轮机的吸出高度和安装高程三、水轮机的吸出高度和安装高程 从图l-12-5可知 HsHs是下游水面至转轮叶片上压力最低是下游水面至转轮叶片上压力最低 点点K K的距离的距离，由于K点的位置难以确定，而且该点随工 况变化而变动，为计算方便工程实践中，对不同型式对不同型式 和装置方式的水轮机作了统一规定：和装置方式的水轮机作了统一规定： (1)(1)立轴混流式的立轴混流式的HsHs为下游水面至导水机构底环平固的为下游水面至导水机构底环平固的 距离；距离； (2)(2)立轴轴流式和斜流式的立轴轴流式和斜流式的H

41、sHs指下游水面至转轮叶片旋指下游水面至转轮叶片旋 转中心线与转轮室内壁交点的距离；转中心线与转轮室内壁交点的距离； (3)(3)卧轴反击型水轮机的卧轴反击型水轮机的HsHs指下游水面至叶片最高点的指下游水面至叶片最高点的 距离。距离。 三、水轮机的吸出高度和安装高程三、水轮机的吸出高度和安装高程 上述计算出的上述计算出的HsHs为正值则说明规定处装在下游水位以为正值则说明规定处装在下游水位以 上；若上；若HsHs为负值则处于下游水位以下。为负值则处于下游水位以下。 上述吸出高度上述吸出高度HsHs是一个相对值反映不出绝对海拔高程。是一个相对值反映不出绝对海拔高程。 在实际工程中要确定安装的标

42、记基准即安装高程。在实际工程中要确定安装的标记基准即安装高程。 不同型式、装置的不同型式、装置的水轮机安装高程水轮机安装高程为为 (1)(1)对立轴混流式水轮机。为导水叶中心对立轴混流式水轮机。为导水叶中心( (水平线水平线) )处的处的 海拔高程。海拔高程。 (2)(2)对立轴轴流式水轮机为导转轮叶片中心线处的海拔对立轴轴流式水轮机为导转轮叶片中心线处的海拔 高程。高程。 (3)(3)对卧轴反击型水轮机为主轴中心所处的海拔高程。对卧轴反击型水轮机为主轴中心所处的海拔高程。 三、水轮机的吸出高度和安装高程三、水轮机的吸出高度和安装高程 安装高程可按下式计算 （m） （1-12-25） 式中安

43、安-安装高程； 下 下-下游尾水位； Hs-吸出高度E B-尺寸对立轴混流式B= b0 /2 b0为导叶高度； 对立轴轴流式B=0； 对卧轴反击型 B=-D1/2 BH s 下安 三、水轮机的吸出高度和安装高程三、水轮机的吸出高度和安装高程 对于立轴轴流式水轮机也有用导叶中心的海拔高程作为安装高程 的估算时可取B=0.41D1 式(1-12-25)中的下游尾水位下 下 在实际中有多个。采用的下游 尾水位不同计算出来的安装高程也不同。对中小型水电站可 按下述方法确定。 装机1-2台的中小型水电站取一台机50%额定出力时相应的下游水 位；对装机多于两台的中小型电站取一台机满出力运行时相 应的下游水

44、位。 水斗式水轮机的安装高程与气蚀系数无关。对立轴机组，水斗中 心线至最高尾水位的距离一般D1；卧轴机组转轮最低点距下游 最高水位的距离根据结构和设计的可能取0.3-0.5m即可。也 可查有关设计手册。 四、空腔气蚀对水轮机运行稳定性的影响四、空腔气蚀对水轮机运行稳定性的影响 水轮机的运行稳定性水轮机的运行稳定性一般指水轮机稳定于某一一般指水轮机稳定于某一 工况下运行而工况下运行而无出力或开度的摆振也没有超出规范无出力或开度的摆振也没有超出规范 的振动、噪音和压力脉动的振动、噪音和压力脉动。水轮机的工作稳定性是水轮机的工作稳定性是 一项重要的性能指标。一项重要的性能指标。 混流式水轮机振动和运

45、行不稳定一般在低负荷运行混流式水轮机振动和运行不稳定一般在低负荷运行 即即导叶开度在导叶开度在40%-60%时出现其压力脉动值可达运时出现其压力脉动值可达运 行水头的行水头的12%左右。左右。 五、水轮机的气蚀破坏与防护五、水轮机的气蚀破坏与防护 ( (一一) )原型水轮机的气蚀破坏原型水轮机的气蚀破坏 气蚀在反击式水轮机中是普遍存在的。气蚀在反击式水轮机中是普遍存在的。 (1)(1)对气蚀影响大的因素有对气蚀影响大的因素有值、制造材料、运行工况和泥砂性值、制造材料、运行工况和泥砂性 质等质等。 据统计转轮叶片形状是对气蚀影响最大的因素。据统计转轮叶片形状是对气蚀影响最大的因素。在同样的条件在

46、同样的条件 下具有优良翼型型线的抗气蚀性能较好。因此在制造上保证下具有优良翼型型线的抗气蚀性能较好。因此在制造上保证 有优良的翼型对防止和减轻气蚀极为重要。有优良的翼型对防止和减轻气蚀极为重要。 (2)转轮叶片上的气蚀一般只在局部区域发生如图转轮叶片上的气蚀一般只在局部区域发生如图1-12-1的的A、B、 C、D区。区。 ( (一一) )原型水轮机的气蚀破坏原型水轮机的气蚀破坏 (3)制造材料影响气蚀制造材料影响气蚀。用不锈钢制造的转轮抗气蚀性能较好。用不锈钢制造的转轮抗气蚀性能较好。 (4)同一转轮的不同叶片上气蚀程度不同同一转轮的不同叶片上气蚀程度不同若干水电广都存在这若干水电广都存在这

47、一情况。一情况。 (5)检修是否及时检修是否及时对气蚀破坏的程度亦不同。对气蚀破坏的程度亦不同。 (6)不同型号转轮气蚀程度不一样。不同型号转轮气蚀程度不一样。 （7）同一型号不同厂家制造的水轮机气蚀情况不一样。）同一型号不同厂家制造的水轮机气蚀情况不一样。 (8)同一水轮机在不同工况下运行气蚀破坏程度不同。同一水轮机在不同工况下运行气蚀破坏程度不同。 ( (一一) )原型水轮机的气蚀破坏原型水轮机的气蚀破坏 (9)(9)不同的水电站气蚀侵蚀规律不同；不同的水电站气蚀侵蚀规律不同； 1 1) )气蚀面积随运行时间而变气蚀面积随运行时间而变。某水电站运行时间从。某水电站运行时间从 3447h34

48、47h增到增到6123h6123h气蚀面积增加一倍而气蚀深度没有气蚀面积增加一倍而气蚀深度没有 什么变化。什么变化。 2)2)气蚀深度气蚀深度随运行时间而变化。某水电站运行时间从随运行时间而变化。某水电站运行时间从 3061h3061h增到增到5054h5054h气蚀深度增大气蚀深度增大6 6倍而气蚀面积无明显倍而气蚀面积无明显 增加。增加。 3)气蚀面积和深度均随运行时间增加气蚀面积和深度均随运行时间增加。大多数属这种类。大多数属这种类 型某水电站运行时间从型某水电站运行时间从6194h增加到增加到8750h气蚀面积气蚀面积 及深度均增加一倍。及深度均增加一倍。 （二）水轮机的气蚀防护（二）

49、水轮机的气蚀防护 对气蚀的防护措施主要有下列几个方面。对气蚀的防护措施主要有下列几个方面。 1 1设计方面设计方面 （1 1）改善水轮机转轮的水力设计改善水轮机转轮的水力设计 转轮叶片翼型对气蚀性能有显著影响因此转轮叶片翼型对气蚀性能有显著影响因此应注重翼型的设计应注重翼型的设计。 近年一些水力设计与试验成果表明近年一些水力设计与试验成果表明改进尾水管及转轮上冠的改进尾水管及转轮上冠的 设计设计，能有效减轻空腔气蚀提高运行稳定性。目前的设计倾，能有效减轻空腔气蚀提高运行稳定性。目前的设计倾 向是加长锥管和加大扩散角以及加长转轮的泄水锥。向是加长锥管和加大扩散角以及加长转轮的泄水锥。 （2 2）

50、优化选型设计）优化选型设计 水轮机翼型气蚀与水轮机翼型气蚀与HsHs有密切关系。为了减轻汽蚀破坏，有密切关系。为了减轻汽蚀破坏，应选择应选择 适合电站自然条件而气蚀性能好的水轮机适合电站自然条件而气蚀性能好的水轮机。选型设计中水轮选型设计中水轮 机的比转速机的比转速n nS S、气蚀系数、气蚀系数、吸出高度、吸出高度HsHs均是密切相关的均是密切相关的。 比转速越高气蚀系数越大，比转速越高气蚀系数越大， HsHs越小，挖方与土建投资越大。越小，挖方与土建投资越大。 这几者之间不能过分强调某一方面，不可顾此失彼，应统筹这几者之间不能过分强调某一方面，不可顾此失彼，应统筹 比较采用优化配合。比较采

51、用优化配合。 2 2制造方面制造方面 (1)(1)提高制造加工的工艺水平提高制造加工的工艺水平 制造质量的好坏，对气蚀性能影响很大。如某转轮制造质量的好坏，对气蚀性能影响很大。如某转轮 气蚀性能较好但在一些电站运行气蚀严重，经检查气蚀性能较好但在一些电站运行气蚀严重，经检查 确认是制造时确认是制造时翼型误差较大翼型误差较大引起的。为了提高加工引起的。为了提高加工 工艺水平，制造厂家应采用先选的加工工具和机具，工艺水平，制造厂家应采用先选的加工工具和机具， 严格控制加工精度，提高检测水平，以保证严格控制加工精度，提高检测水平，以保证转轮叶转轮叶 片铸造与加工后的翼型与叶片木模图一致。片铸造与加工

52、后的翼型与叶片木模图一致。（数控（数控 机床）机床） 加工工艺另一个重要质量指标，是翼形表面质加工工艺另一个重要质量指标，是翼形表面质 量与内部质量。实践证明量与内部质量。实践证明叶片表面的粗糙度、波浪叶片表面的粗糙度、波浪 度、出水边厚薄不均、铸件存在砂眼、夹渣和气孔度、出水边厚薄不均、铸件存在砂眼、夹渣和气孔 等号都将加剧气蚀破坏等号都将加剧气蚀破坏。 3 3运行方面运行方面 (1)(1)改善运行条件合理选定工作区改善运行条件合理选定工作区 随着机组出为随着机组出为N N和水头和水头H H的变化的变化HsHs也不断变化。也不断变化。运行条件运行条件 主要指这三者的变化情况。特别是混流式和转

53、桨式水轮机由主要指这三者的变化情况。特别是混流式和转桨式水轮机由 于它的叶片固定运行条件变化对转轮水力性能影响很大。运于它的叶片固定运行条件变化对转轮水力性能影响很大。运 行条件的改善主要是应改善水轮机的负荷有时可把机组限定行条件的改善主要是应改善水轮机的负荷有时可把机组限定 于某一出力区运行。有条件的可通过改变开机方式、进行机于某一出力区运行。有条件的可通过改变开机方式、进行机 组成组调节以改善运行工况。组成组调节以改善运行工况。对气蚀较严重的运行工况区应对气蚀较严重的运行工况区应 尽量避开。尽量避开。 (2)(2)水轮机气蚀补气水轮机气蚀补气 补气对破坏空腔气蚀、减轻振动有一定的作用补气对

54、破坏空腔气蚀、减轻振动有一定的作用。将空气。将空气 送选气蚀区可使负压区的气泡内部压力上升从而减少真空度；送选气蚀区可使负压区的气泡内部压力上升从而减少真空度； 也能使水的密度变小、可压住增加便气泡溃灭时产生的冲击也能使水的密度变小、可压住增加便气泡溃灭时产生的冲击 力降低。力降低。 水轮机补气方式水轮机补气方式 目前一般采用两种补气目前一般采用两种补气 方式：方式： 1)1)主轴中心孔自然补气主轴中心孔自然补气。 当尾水管真空度达到当尾水管真空度达到 某一数值时，补气阀某一数值时，补气阀 被吸开空气通过主轴被吸开空气通过主轴 中心孔和补气阀进入中心孔和补气阀进入 转轮下部，改善该处转轮下部，

55、改善该处 真空。补气运行表明，真空。补气运行表明， 它能减轻由于水力原它能减轻由于水力原 因引起的振动，但补因引起的振动，但补 气量小难以消除尾水气量小难以消除尾水 管祸带引起的压力脉管祸带引起的压力脉 动并且噪音较大。动并且噪音较大。 水轮机补气方式水轮机补气方式 短管补气等 尾水管补气的效果取决于补气量、尾水管补气的效果取决于补气量、 补气位置以及补气装置结构形式。补气位置以及补气装置结构形式。一一 些试验表明补入某一空气量对消除尾些试验表明补入某一空气量对消除尾 水管压力脉动最有效称为最优补气量水管压力脉动最有效称为最优补气量 它约为它约为1.5%1.5%过流量。过流量。 3 3运行方面

56、运行方面 补气位置应使所补入的空气顺利地进入压力脉动区， 反击式尾水管最大压力脉动区一般在离转轮出口 (0.3-0.4)D1 处，补气装置的位置应与此相应。 补气及补气装置对水轮机效率的影响目前说法不一。 一种认为补气能削减涡带、振动及压力脉动，同时补 气装置本身就是一种稳流结构物，对涡带起破碎作用， 它可提高尾水管的效率；另一种看法是补气降低了尾 水管的真空度以及结构物对水流的阻力损失，从而降 低了水轮机的有效水头。 注：机组运行时，应躲过压力脉动区（汽蚀区） 4.4.检修方面检修方面 4.4.检修方面检修方面 (1)(1)加强气蚀检修加强气蚀检修 气蚀破坏有一定的潜伏期，及时检查及处理气蚀

57、痕迹，气蚀破坏有一定的潜伏期，及时检查及处理气蚀痕迹， 能有效控制气蚀损坏能有效控制气蚀损坏，从而避免气蚀痕迹发展为凹坑。某水，从而避免气蚀痕迹发展为凹坑。某水 电站电站1 1、2 2号机组发现有微细裂纹和轻度气蚀未及时处理，不号机组发现有微细裂纹和轻度气蚀未及时处理，不 到两年发生严重裂纹。到两年发生严重裂纹。 (2)(2)金属堆焊修整金属堆焊修整（工艺很重要）（工艺很重要） 对遭受气蚀破坏的区域要削除已气蚀物质，打磨清理至对遭受气蚀破坏的区域要削除已气蚀物质，打磨清理至 基本金属，进行堆焊多块小面积要铲磨连成一片处理：堆焊基本金属，进行堆焊多块小面积要铲磨连成一片处理：堆焊 的材料应采用抗

58、气蚀性能好的材料；同时要注意堆焊质量，的材料应采用抗气蚀性能好的材料；同时要注意堆焊质量， 不得有气孔、夹渣等。在补焊时，可根据气蚀轻微或气蚀的不得有气孔、夹渣等。在补焊时，可根据气蚀轻微或气蚀的 叶片翼型来修改相应的堆焊部位的翼型。叶片翼型来修改相应的堆焊部位的翼型。 4.检修方面 (3)(3)采用抗气蚀材料作表面防护采用抗气蚀材料作表面防护 鉴于气蚀破坏主要是力学性质的破坏，国内外均重视研鉴于气蚀破坏主要是力学性质的破坏，国内外均重视研 究采用各种究采用各种合成树脂、合成橡胶、工程塑料等高分子化合物合成树脂、合成橡胶、工程塑料等高分子化合物 作涂料保护金属表面。作涂料保护金属表面。应用这种

59、抗蚀涂层主要优点是，降低应用这种抗蚀涂层主要优点是，降低 检修费用简化检修工艺延长大修周期。检修费用简化检修工艺延长大修周期。 目前使用的非金属抗蚀涂料主要有三类：目前使用的非金属抗蚀涂料主要有三类：以环氧为基以环氧为基 础材料础材料加入各种矿石粉或金属粉的刚住涂层；加入各种矿石粉或金属粉的刚住涂层；以氯丁、聚以氯丁、聚 氨脂、液态橡胶及硫化聚乙烯等为基本材料氨脂、液态橡胶及硫化聚乙烯等为基本材料的弹性涂层；的弹性涂层； 以以粉末塑料粉末塑料为基本材料的热塑性涂层即使用各种弹性材料作为基本材料的热塑性涂层即使用各种弹性材料作 粉末喷涂。粉末喷涂。 大量试验表明这些涂层有较好的抗气蚀性能但大量试

60、验表明这些涂层有较好的抗气蚀性能但目前涂层目前涂层 普遍存在的缺陷是与金属母材的粘结力较差，特别是叶片在普遍存在的缺陷是与金属母材的粘结力较差，特别是叶片在 负压情况下涂层，由于粘合不牢易被水流冲毁负压情况下涂层，由于粘合不牢易被水流冲毁。用非金属涂。用非金属涂 层来防护气蚀和泥沙磨损，预期有着重要的发展前途。层来防护气蚀和泥沙磨损，预期有着重要的发展前途。 （一）（一） 泥沙磨损一般概念泥沙磨损一般概念 水流中含有泥沙对水轮机过流部件造成磨损。 由于磨损使金属表面不平整加剧了局部气蚀的发 生和材料的破坏。 对混流式水轮机磨损部位主要有叶片、上冠下环叶片、上冠下环 内表面、抗磨板、导水叶及尾水