水輪機(jī)主軸密封漏水的處理

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廣東省潮州市鳳凰水電廠二級(jí)電站B站#2F機(jī)運(yùn)行中主軸密封存在對(duì)比嚴(yán)重的漏水處境，嚴(yán)重影響了安好生產(chǎn)，同時(shí)由于漏水的增大，造成集水井排水泵頻繁起動(dòng)，縮短了排水泵的使用壽命。經(jīng)過多方查證和實(shí)際考察，找到了主軸密封漏水的理由，并舉行了處理，取得了較好的效果。

水輪機(jī)；主軸密封；漏水；磨損；技術(shù)改造

0概述

廣東省潮州市鳳凰水電廠位于廣東省潮安縣北部山區(qū)，由鳳凰水庫、一級(jí)電站和二級(jí)電站A站、B站組成。其中二級(jí)電站位于潮安縣歸湖鎮(zhèn)，為引水式電站，引水渠道全長(zhǎng)15.6km，最大流量16.5m3/s，設(shè)計(jì)水頭250.8m。二級(jí)A站建于1968年，目前可用裝機(jī)容量2×2160kW；二級(jí)B站于2022年建成投產(chǎn)，裝機(jī)容量2×12000kW。

二級(jí)電站B站#2F機(jī)水輪機(jī)主軸密封采用間隙式密封，投產(chǎn)時(shí)漏水不大，經(jīng)過幾年的運(yùn)行后，漏水增大明顯，在豐水期滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，漏水量分外大，估算約有0.1m3/s，由于水壓較高，有一片面水噴到臺(tái)階上，使運(yùn)行人員在正常巡查檢查水導(dǎo)軸承時(shí)，褲角和鞋全被打濕，這種處境不僅造成了水資源的嚴(yán)重濫用，而且對(duì)運(yùn)行人員的人身安好構(gòu)成了嚴(yán)重的要挾，同時(shí)由于漏水的增大，造成集水井排水泵頻繁起動(dòng)，縮短了排水泵的使用壽命。

1主要技術(shù)參數(shù)

1.1水輪機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

型號(hào)：HLA542-LJ-130

額定出力：12000kW

設(shè)計(jì)流量：5.457m3/s

設(shè)計(jì)水頭：250.8m

額定轉(zhuǎn)速：750r/min

1.2發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

型號(hào)：SF12-8/2860

額定容量：15000kVA

功率因數(shù)：0.8

2主軸密封的構(gòu)成和作用

2.1主軸密封的構(gòu)成

主軸密封主要由主軸密封件、主軸密封座、定位銷釘、緊固螺釘和排水管等組成。

主軸密封件由內(nèi)、外兩個(gè)密封環(huán)構(gòu)成，內(nèi)環(huán)是不銹鋼耐磨材料，外環(huán)是鑄鋼材料，在外環(huán)的內(nèi)外觀開有三個(gè)矩形槽，從下至上依次增大高度和深度，以降低漏水時(shí)的水壓，在沒開槽的內(nèi)外觀澆鑄了一層巴氏合金錫作為磨損片面，以制止外環(huán)直接與內(nèi)環(huán)接觸而磨損，在最下邊的矩形槽中相對(duì)方向上鉆有兩個(gè)孔，分別連接兩條Φ25mm的排水管，以盡量排空從頂蓋中漏上來的水。

2.2主軸密封的作用

主軸密封的作用是有效地阻擋水流從主軸與頂蓋之間的間隙上溢，防止水輪機(jī)導(dǎo)軸承及頂蓋被淹，維持軸承和機(jī)組的正常運(yùn)行。

2.3主軸密封的技術(shù)要求

內(nèi)、外環(huán)的設(shè)計(jì)間隙值為0.4mm。

3漏水理由分析

根據(jù)運(yùn)行處境查看和檢修處境分析，我們察覺造成水輪機(jī)主軸密封漏水的理由主要是二級(jí)電站引水渠道沿途由于過度開墾破壞片面植被，造成水土流失，使渠道中的水含有大量泥沙，更加是在主汛期，處境尤其糟糕。由于渠道水中的泥沙含量較高，從而導(dǎo)致進(jìn)入水輪機(jī)發(fā)電的水也含有較多泥沙，其中一片面泥沙隨水流進(jìn)入上下止漏環(huán)間隙，再進(jìn)入頂蓋，結(jié)果從主軸密封處漏出來.由于機(jī)組的高速旋轉(zhuǎn)，水中的沙首先磨損上下止漏環(huán)，使上下止漏環(huán)間隙進(jìn)一步增大，從而導(dǎo)致上下止漏環(huán)間的漏水不斷增大，頂蓋水壓不斷升高；其次泥沙使主軸密封處的外環(huán)內(nèi)外觀的巴氏合金錫磨損分外嚴(yán)重，造成內(nèi)外環(huán)之間的間隙不斷增大（在機(jī)組大修時(shí)，經(jīng)過實(shí)際測(cè)量，上下止漏環(huán)間隙最小處為2mm，遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)間隙）.由于間隙增大，在同樣的漏水壓力下，漏水量增大，而頂蓋水壓的不斷升高進(jìn)一步增大了漏水量。

4處理處境

在專心研究設(shè)計(jì)圖紙和資料并對(duì)有類似處境展現(xiàn)的電站舉行測(cè)驗(yàn)后，我們認(rèn)為可對(duì)水輪機(jī)主軸密封舉行技術(shù)改造，并抉擇利用機(jī)組大修時(shí)舉行。改造方法如下：

（1）更換上下止漏環(huán)，以使其間隙符合廠家的設(shè)計(jì)要求；

（2）改裝主軸密封，在主軸密封件內(nèi)加裝一條尼龍環(huán)，尼龍環(huán)分半安裝在外環(huán)內(nèi)外觀最上面的矩形槽中，以進(jìn)一步裁減主軸密封間隙；

（3）在外環(huán)的徑向相對(duì)方向上鉆四個(gè)孔，以向尼龍環(huán)與外環(huán)的徑向間隙中通入來自外部的壓力水，當(dāng)尼龍環(huán)的內(nèi)外觀（與主軸密封內(nèi)環(huán)接觸）磨損時(shí)，由于水壓的作用，尼龍環(huán)會(huì)照舊緊壓主軸密封內(nèi)環(huán)，因而不會(huì)因尼龍環(huán)的內(nèi)外觀磨損造成間隙增大，由于加裝的尼龍環(huán)不會(huì)降低原主軸密封件的密封效果，在兩種密封措施的共同作用下密封效果理應(yīng)會(huì)更好。

5結(jié)語

鳳凰水電廠二級(jí)電站B站#2F機(jī)組主軸密封于2022年12月底改造完成，經(jīng)查看，在機(jī)組大修后滿負(fù)荷試運(yùn)行時(shí)，主軸密封處漏水分外少，頂蓋的水壓力為0.3MPa，運(yùn)行二個(gè)月后，漏水量和頂蓋的水壓力均無明顯變化，符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，說明技術(shù)改造是告成的。

二級(jí)B站#2F機(jī)組的主軸密封技術(shù)改造在不影響原密封布局根基上，采用了價(jià)廉易購(gòu)的尼龍環(huán)，尼龍是一種抗磨材料，而且在尼龍磨損后輕易對(duì)其舉行更換，改造后密封效果好，彌補(bǔ)了原設(shè)備的缺陷，改善了運(yùn)行條件，降低了排水泵的日起動(dòng)次數(shù)，延長(zhǎng)了排水泵的壽命，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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