補（bǔ）祥高

（柳州眾誠水電工程建設有限責任公司）

　　【摘　要】根（gēn）據某水電站水輪機主軸密封結構形式，針對該設備運行時漏水原因進行分析（xī）並提出改造方法。

　　【關鍵詞】水輪機（jī）；主軸密封；運行漏水；改（gǎi）造
　　前言
　　某電（diàn）站為引水式，地麵廠房，總裝機為2台×5MW，設計水頭66m，立式混流式機組，年設計發電量為4500萬KW/h。
　　該電站機組型（xíng）號（hào）為：
　　發電機　SF5000—10/2600
　　水輪機　HLD41—LJ—105型
　　額定功率　5000KW
　　額定（dìng）轉速　600r/min
　　額定電壓　6.3KV
　　功率因素　0.8滯後
　　額定電流　572A
　　設計水頭為　66.5M
　　該水輪發電機組由（yóu）浙江省某水輪發電機廠製造，電站於2004年5月開工，2007年7月15日全（quán）部竣工，並網投（tóu）產。
　　故障現象
　　該電站2台機組從2007年（nián）7月運行至2009年12月以來，由於機組處於低負荷運行，經過觀察發現頂蓋真（zhēn）空壓力表為負值（-0.2MP），主軸密封漏水較小，當機組滿負（fù）荷（5000KW）運行時，經過觀（guān）察發現頂蓋真空壓（yā）力表為正（zhèng）值（+0.2MP），主軸密封漏水較大，由於原設計頂蓋排水管的管（guǎn）徑為Ф2.5寸水管，由於漏水較大，管（guǎn）子排水量不夠，造成大量水排不（bú）盡，流入機組機坑內，隻好用兩台單相潛（qián）水（shuǐ）泵排水，因有部（bù）分水排不盡，機組導水機構部分配件長期（qī）浸泡在水中，長（zhǎng）期下來腐蝕性很大，嚴重影響設備完好率，同時（shí）也增加（jiā）了運行人員的工（gōng）作量（liàng）。
　　原主軸密封設計原理
　　主軸密封位於水輪機頂蓋上麵，水（shuǐ）導軸承下麵，主軸密封分為兩部分：1、檢修密封，2、運行密封。
　　檢修密封采用空氣（qì）圍帶密封，當機組停機時，向空氣圍帶充氣，抱（bào）緊主軸沒有間隙，水輪機室內水漏不上（shàng）來。
　　運行密封采用橡膠0型圈（quān）密封，但與主軸之間有一定間隙，大約1.5～～～2.5mm左右。當機組運（yùn）行時，水輪機在水的壓（yā）力衝動下，轉速較高（gāo），蝸殼內產生真空壓力較大，正常壓力為零，多餘的水向下流動，由蝸殼內排水至尾水。但由於（yú）該機組滿負荷運行時（shí），蝸殼內產生真空壓力較大（壓力為正值），漏水較大，水輪機蝸（wō）殼（ké）內部分水向上排（pái），無法全部向下排出（chū），由於主軸（zhóu）密封采用了O型橡膠（jiāo）密封，與主軸有間隙，部分水沿主軸與密封環的（de）間隙（xì）向上流（liú）出，頂蓋的排水管（guǎn）排水量不夠，造成多（duō）餘的水流向機坑裏，使水輪機導水機構長期浸泡（pào）在（zài）水裏。
　　原因分析
　　公（gōng）司技術人員及廠家設計人員通過對（duì）原設技圖紙發現，轉輪處沒（méi）有開泄壓孔，而且采用O型橡膠圈密封，主軸和密封（fēng）圈（quān）之間有一定的間隙，主（zhǔ）軸密封不嚴。
　　由（yóu）於（yú）機組開機時，導（dǎo）水機構導葉打（dǎ）開，水能主要作用於轉輪葉片做（zuò）旋轉功，轉動部件轉輪和固定部件底環、頂蓋存在間隙，產生漏（lòu）水，下部底環和轉輪間隙漏水，通過迷宮環減壓排到尾水，上部頂蓋和轉輪間隙漏水通過梳齒減（jiǎn）少漏至轉輪上麵，由於轉輪上麵沒有開泄壓孔，同時頂蓋排水水管尺寸小，無法（fǎ）滿足排水需要，產生的真空壓力較大，向上漏水，負荷增大，壓力增大，漏水量就大。
　　由於設計排水管為Ф2.5寸水管，滿足不了排水需求。
　　處理方法
　　通過檢查分析找到原因，因此業主與廠家設計（jì）人員在一起經過研究決定將原來設計的（de）O型橡膠主軸密封改為（wéi）主軸密封橡膠活（huó）塞板式密封（fēng），同時在將轉輪上開（kāi）4個直徑Ф32mm的泄壓孔。
　　改造後主軸密封工作原理：
　　運行密封（fēng）為橡（xiàng）膠活（huó）塞板式密封，在機組運行、停機時減少漏水至水機室，由密封座（zuò）環移動橡膠環板和轉動環組成，轉動（dòng）環安裝固定在水輪機軸上與機組同步轉動，密封座環安裝在頂蓋內的法蘭上，內部結構設計為U型，U型內安裝（zhuāng）移動（dòng）橡膠環板，橡膠環板縱向（xiàng）開了六個直徑為10mm的孔（kǒng），對稱有兩個為銷子導（dǎo）向滑孔，保持橡膠環沿銷子上、下運動，在圓周方向不偏移，另外有四個（gè）為潤滑冷卻水通水孔，座環U型底部設計了了兩個進水孔（kǒng），從技術供水（shuǐ）的管經上安裝一條Ф5cm的水管，經（jīng）手閥打開水（shuǐ）進入到進（jìn）水孔，進水壓力（lì）為0.5—1mpa，使橡膠環板上部接觸麵潤滑、冷卻不產生（shēng）摩擦，延長橡膠環板的使用壽命（mìng）。通過調節進水壓力，使橡膠環板密封向上（shàng）抬高（gāo），間隙為2～～3mm使橡膠（jiāo）板和轉動板接觸，密封水輪機主軸漏（lòu）水。
　　B、同時在轉輪上開四個直徑為32mm泄（xiè）壓孔，機組轉輪在水的衝力下轉輪室內的水通過轉輪上的泄（xiè）壓孔流（liú）下，從而減少了頂蓋上的真（zhēn）空壓力，使轉輪室內的水不會向上漏，減少了頂蓋排水量。
　　C、在原來Ф2.5寸水管的基礎上增加到（dào）Ф3.0寸水管排水。
　　改造後主軸密封原理如圖（tú）：

　　結束語
　　通過改造處理後，2012年5月10日1^#機組帶滿負荷沒有發現（xiàn）漏水現象，觀察至今機組在停機、空載、負載（zǎi）狀態下主軸密封沒（méi）有漏水，而機組漏水在水機室內的水較少，密封工作正常，改造成功。