(安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局淠東干渠管理處，安徽 六安 237009)

QC(Quality Control)方法在產(chǎn)品質量管理上已得到普遍運用。近年來，運用QC方法提高安全生產(chǎn)管理效率已在許多行業(yè)中開展。QC管理方法具有較強的科學性和規(guī)范性，可以避免粗放式的管理理念、方法和經(jīng)驗主義造成的管理效果不穩(wěn)定的局面。用QC小組活動這一科學、有序、規(guī)范的方法和手段指導管理工作，可以確保安全生產(chǎn)狀況處于受控狀態(tài)。淠東干渠管理處九里溝水電站運用QC方法，優(yōu)化了水輪機主軸密封結構，大大縮短了檢修時間，取得了明顯的經(jīng)濟效益和工程效益。

1 選題背景

九里溝水電站位于六安市北郊，利用淠河總干和淠東干渠的輸水落差發(fā)電，裝有JP502-LH-180水輪機三臺,水輪機的主軸采用盤根密封。自運行以來，主軸密封漏水嚴重。由于原始設計時沒有充分考慮機組結構尺寸的限制，造成難以準確地調(diào)試密封盤根，多次維修未能徹底解決這一問題，漏水量大時容易造成水淹泵房，嚴重威脅運行安全。該站決定成立QC小組，用QC方法消除這一隱患。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

九里溝水電站于2014年進行了增效擴容改造。在改造過程中，水導軸承原設計為旋轉油盆巴氏合金筒瓦結構，主軸密封位于旋轉油盆下方。試運行時發(fā)現(xiàn)，主軸密封經(jīng)過一段時間運行，填料磨損，漏水量明顯增大，須要壓緊盤根。但由于結構尺寸的限制，壓緊盤根須要先拆卸水導軸承，而水導軸承的設計不利于安裝拆卸，旋轉油盆蓋在裝拆中，操作空間僅70mm，且須要盲操裝拆固定螺栓，工作效率極低，一次裝拆最少須要3天。同時，水導拆除后才能調(diào)整盤根，使得盤根松緊度不能帶水調(diào)整，全部回裝完畢后才能試車，如果太松則漏水量太大，如果太緊則很快會燒毀填料，調(diào)整不當只能重復拆裝調(diào)整。2號機是先安裝完成的機組，投運僅兩個月，就發(fā)生過兩次密封填料燒毀和一次水淹水導的事故。鑒于以上情況，該站制定了調(diào)整方案，將水導瓦從稀油潤滑巴氏合金瓦改成水潤滑彈性金屬塑料瓦，取消旋轉油盆。把更換盤根的時間從3天以上縮短到8h左右，而且再也不用擔心水淹水導的事故發(fā)生。

通過兩年的運行發(fā)現(xiàn)，雖然水導瓦改造后不存在水淹水導的隱患了，但每次緊固或更換主軸密封盤根時，仍然須要拆卸水導，停機處理；每次緊固盤根只需0.5h，拆裝水導則需要5.5h，且盤根的松緊度調(diào)整完全憑運氣。一旦因為防汛等特殊原因造成不能及時停機處理，漏水就會大幅度增加，給集水井排水帶來壓力，稍有不慎，就有水淹泵房的危險，形成較大安全隱患。為消除隱患，減少停機損失，降低檢修工作量，節(jié)約能源，須要進一步解決這一問題。

3 目標設定

QC小組根據(jù)設備現(xiàn)狀和改造難易程度，通過詳細的分析討論，將本次QC目標設定為：縮短密封檢修處理時間，更換盤根由改造前的8h縮短為改造后的1h左右；緊固盤根由改造前的6h縮短為改造后的30min左右，并實現(xiàn)不停機操作。目標的可行性分析如圖1所示。

4 原因分析

密封結構如圖2所示。針對主軸密封漏水量大、檢修困難的品質特性，采用魚骨圖(特性要因圖)法，從人、機、料、環(huán)、法五個層面進行梳理分析，最終得出影響目標的末端因素主要有以下幾個方面：

a.環(huán)境因素。機坑狹小，沒有足夠的操作空間，主軸密封裝拆困難。

b.材料因素。盤根材料的選型不合適，要兼顧材料的耐磨性、彈性、潤滑性和密封性。

c.方法因素。盤根的裝拆程序不合理。

5 確定要因

5.1 要因分析

為了找出主軸密封檢修時間長的主要原因，QC小組制定了要因確認分析表，詳見表1。

5.2 確認要因

a.該機的水導軸承和主軸密封的結構設計不科學，沒有充分考慮到安裝實際。由于大機組結構尺寸較大，可以在不拆卸水導軸承的情況下直接調(diào)整或更換密封填料，本機屬小型機組，支持蓋較小，不拆卸水導軸承無法對主軸密封進行調(diào)整或更換。結構尺寸的限制屬要因，但無法更改。

b.盤根材料對密封效果和調(diào)整周期也有較大影響，先后試用石墨、聚四氟乙烯、芳綸纖維等不同性能的材料，但效果均不明顯，說明盤根材料選型不合理不是要因。

表1 要因確認分析

c.該機的盤根結構位于水導下方，調(diào)整主軸密封這一操作本身時間短、工藝簡單，但大量時間都花在拆裝水導軸承上，且須停機，時間長、勞動量大、調(diào)節(jié)精度差，對發(fā)電和安全生產(chǎn)都造成重大影響。如能優(yōu)化結構，使盤根的裝拆無須拆卸水導，則可解決問題。盤根的裝拆程序不合理屬要因。

6 對策實施

6.1 制定思路

通過對要因的分析發(fā)現(xiàn)，改變主軸密封的位置，可以解決問題。原水導軸承是稀油潤滑結構，不能進水，所以必須將主軸密封設置在軸承下方，阻止?jié)B漏水進入旋轉油盆。改成水潤滑彈性金屬塑料瓦后，水導瓦就在水中運行，此時可將主軸密封改造到水導軸承上方，這樣，更換盤根就不需要拆除水導了，緊固盤根則可以不停機操作。該站發(fā)電水源來自灌溉渠道，常年保持清潔的Ⅱ類水，密封位置調(diào)整后，并無發(fā)電用水對水導產(chǎn)生過量的磨損侵蝕之憂。

6.2 改造方案

利用原上油盆加工成為密封座的安裝基礎，將原密封整體上移至上油盆內(nèi)，這樣工程量小，不影響軸承外觀，還可以利用原油盆蓋的迷宮環(huán)結構，防止運行中滲漏水飛濺。具體方案見圖3。

圖3 主軸密封改造

6.3 改進后的對策目標檢查

2017年3月，QC小組結合九里溝水電站年度檢修，對3號機主軸密封進行了改造。經(jīng)發(fā)電運行使用至今，密封上移后，每次緊固盤根只須要10～15min，且可不停機進行；更換盤根時間不到1h。改造后可以在帶水運行的情況下調(diào)整盤根松緊度，調(diào)整簡單、精確，大大減少了漏水量，也減少了集水井的排水泵啟動次數(shù)和運行時間，實現(xiàn)了目標要求。

7 效果檢查

7.1 改造前后效果對比

檢查內(nèi)容：主軸密封漏水處理環(huán)節(jié)用時量化指標，分別取改造前和改造后兩次處理時間的平均值。見表2。

表2 改造前后主軸密封處理用時對比

7.2 效益分析

7.2.1 經(jīng)濟效益

本次改造，沒有增加機組設備，主要是消除原設計缺陷，在原設備基礎上進行再設計和加工，改造的費用為6000元/臺。

通過改造，主軸密封滲漏水處理時間大大縮短。按照每年緊固盤根操作11次、更換填料1次計算，改造前須要停機74h，改造后僅須停機45min。按照額定負荷1600kW計算，發(fā)電效益一項即可節(jié)約43282元；檢修勞動量大大降低，節(jié)約了檢修成本；排水泵運行時間減少，節(jié)約了電力成本。經(jīng)濟效益具體分析見表3。

表3 主軸密封QC活動技術改造經(jīng)濟效益分析(一臺機組) 單位：元

注電費按上網(wǎng)電價0.3693元/(kW·h)計，人工成本按140元/工日計，材料成本按密封填料1000元/次計，輔料200元/次計。

7.2.2 安全效益和社會效益

a.提高設備安全性能，消除水淹泵房的安全隱患。

b.提高機組的可靠性和穩(wěn)定性，從而提高供水保證率和汛期調(diào)度的靈活性。

c.降低檢修人員的勞動強度。

8 結 語

九里溝電站水輪機主軸密封漏水量大的問題長時間未得到根本解決。本次對主軸密封的改造取得了成功，其意義不僅在于消除設備缺陷，產(chǎn)生經(jīng)濟效益，還在于通過QC方法的運用，使改造過程體現(xiàn)科學管理、規(guī)范管理的原則，提高員工分析問題和解決問題的能力，增強團隊精神和創(chuàng)新精神。今后還要按照持續(xù)改進的要求，用QC方法進一步指導檢修管理的實踐。