浅谈轴流转浆式机组主轴密封漏水量超标治理

李振涌

【摘  要】本文针对国内某水电站ZZ550-LJ-280型三导悬式结构轴流转桨式水轮机主轴密封漏水量大的问题，通过优化密封结构、改进密封材料，最终消除了主轴密封漏水重大缺陷，保证了机组的安全稳定运行。

【关键词】轴流转浆式机组;主轴密封;漏水量;超标

1、设备概况

以国内一座水电厂配的2台转轴桨式机组为研究对象，机组编号为ZZ550-LJ-280，额定转速200r/min，容量12.5MW，机组型式为三导悬挂结构。采用填料式圆盘根密封，由不锈钢轴套、密封压盖、密封填料、弹簧、压板等组成，具有一定的自动调节功能。检修围带封条下部装有气封式检修封条，长期停机或停机检修时，通入0.5―0.7 MPa压缩空气，用橡胶封条封住下游尾水进顶盖。本水电站2号机组自2016年投入运行以来，主轴漏水现象日趋严重，机组每次检修都有针对性地处理漏水问题，但都没有取得明显效果;机组运行发电时，顶盖排水泵每隔1―2 min启动一次，停机约8 min启动一次。由于排水泵启动频繁，故障频繁，近几年多次发生排水泵烧损导致顶盖上水事故，严重影响了机组的安全稳定运行。。

2、主轴密封漏水量超标原因分析

在电力工程中实施进度管理，可以最大限度地发挥电力工程建设项目的经济效益和社会效益，除此之外，还可以保护周围环境。电力工程的全过程，不能只由一个部门甚至一个人来完成，而是一项系统的整体工程，因此，在电力工程的全过程运行中，有关管理人员和工作人员都要加强对进度管理的重视，进行足够的重视，同时夯实自己的基础知识，提高自己的综合素质，以利于电力工程建设项目的顺利完成。

2.1工作密封型式不合理

工作台密封原设计为填料式密封盘根密封，与弹簧、压板一起预压，且在机组正常运行时，弹簧压缩可自行调节。此种密封结构存在调整弹簧预压缩不能准确把握和控制、密封润滑水和漏水不能定量计算、密封磨损后压紧量难以调整等问题。当机组受水力影响使水的导摆度增加时，弹簧预压缩不能完全补偿其损坏的变量，时间越长，漏水量越大。

2.2气密性环形维修密封存在密封死角

检修密封原设计为空气围带式结构，内部靠螺旋式弹簧支撑，外部采用丁晴橡胶作为密封主体在制作过程中空气围带的两端需要预留密封接头安装时进行手工粘接。接头处为非充气式结构，工作过程中势必会产生密封死角，严重影响密封效果及漏水量。

3、处理方法

3.1工作密封改造

为彻底解决上述问题，结合2018年机组A级检修，对2号机水轮机主轴密封进行了整体改造，尤其是工作密封及检修密封结构型式。

工作台的密封采用自补式径向密封结构，工作台的密封轴套采用不锈钢材料，分为两半把合固定在主轴上。工件密封为扇形密封块，采用进口聚合物材料制成，沿轴向分两层排列。每个密封片分成6片片。外设环向螺旋拉伸弹簧，密封块磨损后在水压作用下可实现自动补偿，单边径向补偿量7.64 mm。在两个密封块中间的密封支承环上，设置有几个通润滑冷却水的通孔，当两个密封块之间有摩擦面流动时，润滑冷却水对密封有润滑冷却作用。轴封润滑冷却的洁净水压力必须大于被密封的脏水的压力，确保脏水不会进入摩擦面，避免轴封转动环和密封块因泥沙而磨损，以保证密封良好，密封块使用寿命长。

3.2检修密封改造

维修用气密性采用 C形环形空心气密性膨胀无间隙橡胶密封，为垫环支撑式气密性围带结构。外部用黄铜板垫环支撑，既保证了气密性，又保证了气密性，便于安装。大修封条工作压力为0.60.8MPa，安装工艺简单。该型修修封投运后可实现完全密封，不存在气密性死角，可确保机组停机时顶盖无上水，从而有效减少停机时顶盖排水泵的启动次数。

4、进度管理相应措施

鉴于电力工程项目中进度管理的实施，主要是为保证电力工程项目的竣工质量和竣工时间，因此，在实施进度管理时，需要满足以下几个方面的要求：（1）例会制度的建立与实施。电气工程施工过程中，机械设备数量众多，工程计划繁杂，为了准确掌握工程项目的大项目，各部门人员必须准确地相互配合。因此例会制度的提出，很有必要，应定期召开例会，由监理、施工方、业主和设计方共同参与，根据施工中存在的问题，进行总结和探讨，合理及时地改善工程的计划进度，如果在施工中发现问题，应与施工方共同协商，找出问题的原因，对进度管理做进一步的改进，调整施工计划和施工进度，同时要吸取经验教训，尽量避免类似问题在中国新技术新产品再度出现。（2）建立协调制度。电气项目的实施需要监理、施工单位、业主、设计单位等各方的共同参与，因此各方之间的协调工作就显得尤为重要。施工进度管理工作需要建立良好的协调机制，进行多方面的规划，在施工过程中达成共识，从而在电力工程项目中得到各方的支持，以确保工程顺利完成。（3）细化目标。在电力工程施工管理中，應对施工目标进行细化，使每个目标都细化得尽可能小，以便对细化目标进行进度管理，能更接近实际，更容易实施。（4）后勤保障。同时，后勤保障工作也是电力工程的重要组成部分，从而确保电力工程的顺利完成。

5、改造效果

采用以上方法改造后，2号机组在2016-12-10试运行时，新的工作密封装置工作时漏水量基本稳定，启动间隔时间明显延长，顶盖漏水量基本恒定，由不可控制变为可控制;机组停机状态下 C形硬支架式检修密封，对下游尾水实现100%密封，解决了原围带接头处易漏水的问题。

6、结语

实践证明，轴流转浆式机组一般为5至8年的间歇检修时间，每进行一次大修时，对设施的状况进行科学的检查和评价，修理时对可能影响设施安全运行的部件进行修理和更换。在修复旋转体的这一部分时，由于它是一种隐蔽的施工，因此必须严格执行质量过程控制，并将重点放在材料、工艺、过程和测量上。特别是如果劳动罩的外部周边之间的间隙，推理和铜罩之间的间隙接近或超过规定的极限，或者如果发生局部磨损，则必须改变。此外，所有密封件（无论好坏）都应更换，重新组装时，轮体内部的部件必须保持清洁。各部门的质量必须得到有效控制，以确保设备长期可靠运行。

参考文献：

[1]滕淑珍，张子园，姚明奇等.大型机械中冷缩装配轴套的设计[J].煤矿机械，2015，36（12）：16-19..

[2]王泰元，祝鉴琼.压配铜套内孔收缩量的计算[J].工程机械，1987，（05）：50-52.

[3]叶倩倩，王环东，张永慧.吉林松江水力发电有限责任公司[C].电力安全技术，2018（8）.

[4]顾永泉.机械密封实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002

（作者单位：广西龙江电力开发有限责任公司）