沙坪电站1#机组导叶套筒漏水浅议

李仕坤

摘 要：沙坪电站位于四川雅安周公河流域，2×28MW，混流式机组，自2011年投产以来，导叶套筒均存在漏水现象，漏水量逐年增大，严重影响机组安全运行。在2014年的检修中，通过更换中轴套以及更换止推环的密封圈方法，将导叶上端面间隙调整到设计值的下限（重新分配），同时更换主轴密封并将漏水调至最佳，检查自流排水系统。均未能减少水车室积水严重问题，经分析，导叶套筒漏水是导致水车室积水严重的主因。本文着重讨论1#机组导叶套筒漏水原因并寻找治理方案。

关键词： 导叶套筒 钢背复合瓦 浮动止推压板

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（b）-0056-02

1 现状

沙坪电站自2011年1#机组投产后，水车室内积水严重，顶盖排水泵已不能满足排水需要，漏水逐年增大，至2015年，1#机组2台固定排水泵运行（利用原水导轴承进、排油管路，水导轴承进排油采用人工模式），同时安装临时潜水泵排水，最多时投入5台潜水泵（4用1备）从水车室门口排水，机组存在很大的安全隐患，并且现场文明不能保证。

2 分析原因

为彻底解决水车室积水严重问题，我们从漏水量大和排水不畅两个方面考虑，通过多次观察、对比图纸，我们认为存在以下可能原因。

（1）导叶套筒漏水。

（2）自流排水孔有可能存在排水不畅问题。

（3）主轴密封漏水。

观察发现，主轴密封存在漏水现象，但通过机组小修机会，更换主轴密封，漏水已很小，满足设计安装要求。导叶套筒也有漏水现象，在进口蝶阀关闭状态，共24只导叶套筒就有7只存在大小不一的漏水，进口蝶阀开启后漏水更大。从图纸上发现，机组设计有自流排水孔，因为该机组没有进行大修，自流排水孔是否畅通未进行验证，自流排水孔有可能存在堵塞现象。导叶中轴套采用钢背复合瓦，有可能存在磨损现象，但因设计原因，在小修期间无法更换。若更换该钢背复合瓦，必须吊起顶盖，拆除导叶止推压板方可。

咨询厂家意见，利用机组检修机会，更换钢背复合瓦、更换主轴密封、疏通自流排水孔。

在2015年1#机组B修中，对自流排水孔疏通，更换导叶套筒中轴套，更换主轴密封。

在该次检修中，解决了主轴密封漏水的问题，验证了自流排水孔是畅通的，但是自流排水孔的前端拦污孔板单孔直径太小（单孔直径只有6mm），易堵塞，进行了改进，改为格栅式，间距为10mm。但导叶套筒漏水依然存在，调整了导叶上端间隙（在设计范围内尽可能的减小上端间隙）后漏水有所缓解，随着机组运行时间持续，漏水又在增加。现在利用2台固定潜水泵排水，但导叶套筒周围水位较高，2台潜水泵勉强维持水位运行。

3 方案的提出

我们认为，导致顶盖积水严重的主要原因是导叶套筒漏水量太大引起的，更换钢背复合瓦后，仍然未解决问题。对照图纸，我们认为原因不在钢背复合瓦本身。在上次的检修中，我们发现导叶上端的止推环板（在中轴套的钢背复合瓦下端）与导叶轴颈之间无密封，压力水顺着导叶轴颈向上爬，钢背复合瓦本身不能起密封作用（只起润滑和导向作用），见图1。

为防止止推环板处的漏水，我们对比了两种方案。

方案1：将原导叶中轴套处的O型密封圈和止推压板换成浮动止推压板，并在止推压板内、外各设1道O型密封圈（见图2），以阻止导叶轴颈漏水渗出。

方案2：将原导叶中轴套处的O型密封圈和止推压板换成轴用YX密封圈（见图3），以阻止导叶轴颈漏水渗出。

上述两方案均能有效减少导叶中轴颈处漏水渗出。对比如下。

（1）由于沙坪电站设计水头较低，额定水头53.2m。方案2可能因实际运行水头较低，YX圈可能无法全部打开，影响密封效果。

（2）顶盖现有密封槽不满足YX密封圈装配要求，需重新开模具生产，会增加模具费用，并且顶盖不能在现场加工，需返厂处理，需增加运输及加工费用。

（3）方案1虽重新生产止推环，密封效果最好，加工好后现场安装，改造成本最低。

综上所述，我们采取方案1（见图2）对导叶中轴颈密封进行改造。止推环板采用锡青铜材质，O型密封圈根据导叶轴颈尺寸选取￠38×4.5。

4 改进过程

在2016年度机组检修过程中，利用1#机组“C+T”检修机会，在水车室内，将顶盖吊起，下方用专用支架支撑，取出止推环板。更换新加工的浮动止推环，安装好内外O型密封圈。控制好导叶上部与止推环板的间隙（间隙值取导叶上端间隙的一半，即0.15～0.20mm）。

5 改造后效果评价

自2016年8月15日运行至今，已运行3个月，导叶套筒漏水得到了根治，主轴密封的少量漏水（该漏水是密封水，是为了保证主轴密封的正常工作）已完全通过自流排水孔流出。临时安装的潜水泵已全部取消。情况良好，目前初步认为改造成功。

6 分析

（1）通过3个月的运行观察，导叶灵活无卡涩、未见套筒漏水，改造是成功的。

（2）原厂家止推环板存在设计上的考虑不周，单纯地认为可以通过控制导叶上部与止推环板的间隙达到密封压力水的目的。图纸要求：导叶上部与止推环板的间隙是该导叶上端间隙的一半，导叶上端间隙0.30～0.60mm之间。而实际上每个导叶的上端间隙是不一样的，并且每次检修上下端面间隙有可能存在分配上的偏差。从实际检修过程中来说，止推环板与导叶上端间隙是不可控的（在小修过程中是不可调的）。

（3）随着运行时间的增加，该止推环板与导叶上端之间的间隙因为磨损、冲刷等原因，导致该间隙变大，所以表现出来的就是随着运行时间的延长，漏水量会增大。改进后就完全避免了该现象的出现，因为这样改造实际上就改变了原设计上的封水理念。

7 推广

沙坪2#机组也存在同样的问题，可以择机利用检修机会，采用同样的方法对2#机组的止推环板进行改造。

参考文献

[1] GB 8564-2003，水輪发电机组安装技术规范[S].

[2] DL/T 619-2012，水电厂自动化元件（装置）及其系统运行维护与检修试验规程[S].

[3] 于波，肖惠民.水轮机原理与运行[M].北京：中国电力出版社，2008.