文興全

（廣東粵電長(zhǎng)湖發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 英德513021）

1 引言

某水電廠1號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組為立軸軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組，于2013年9月完成增容改造，改造后水輪機(jī)型號(hào)為ZZD642-LH-450，額定功率為43.34 MW，額定水頭為28.00 m，額定轉(zhuǎn)速為150 r/min。至2015年初，該機(jī)組共出現(xiàn)了3次因主軸漏水過(guò)大而被迫停機(jī)檢修的問(wèn)題，針對(duì)這一頻繁出現(xiàn)的問(wèn)題，電廠組織人員對(duì)此進(jìn)行深入分析研究，找出了問(wèn)題原因，對(duì)密封裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢修處理，徹底解決了密封裝置漏水過(guò)大問(wèn)題，提高了設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性。

2 主軸密封裝置介紹

主軸密封裝置是水輪機(jī)的一道重要保護(hù)，當(dāng)密封裝置漏水嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致水淹水導(dǎo)軸承，甚至是水淹廠房的嚴(yán)重事故，結(jié)構(gòu)合理、工藝優(yōu)良的密封裝置是水輪發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，某水電廠在2013年增容改造時(shí)，將原密封裝置一并進(jìn)行了更換。

2.1 運(yùn)行密封裝置

某水電廠1號(hào)水輪機(jī)運(yùn)行密封為可調(diào)水壓式端面密封，詳見(jiàn)圖1所示。密封活塞圈材質(zhì)為丁晴橡膠，密封環(huán)采用0 Gr18 Ni9不銹鋼板，密封水壓在0.05～0.20 MPa之間調(diào)整，為排除密封漏水的積水，設(shè)有浮子信號(hào)裝置，控制積水水位及排水泵的啟動(dòng)和停止[1]。

2.2 檢修密封裝置

某水電廠1號(hào)水輪機(jī)檢修密封裝置為空氣圍帶式結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)圖1所示。為防止檢修運(yùn)行密封和較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)尾水倒灌而設(shè)置，在機(jī)組停機(jī)后圍帶充0.5～0.7 MPa壓縮空氣來(lái)封水，在機(jī)組啟動(dòng)前撤除壓縮空氣，防止意外磨損檢修密封的空氣圍帶[1]。

圖1 密封裝置裝配簡(jiǎn)圖

3 缺陷現(xiàn)象及原因分析

3.1 缺陷現(xiàn)象

（1）新密封裝置投入運(yùn)行不久，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)頂蓋水位異常升高，頂蓋備用抽水泵啟動(dòng)仍然不能抽低水位。電廠立即采取緊急措施抽低尾水后，拆卸密封裝置檢查發(fā)現(xiàn)運(yùn)行密封橡膠活塞圈磨損導(dǎo)致漏水過(guò)大。

（2）機(jī)組運(yùn)行時(shí)圍帶排氣孔有水流出，停機(jī)時(shí)尾水倒灌致頂蓋水位異常升高。電廠立即采取緊急措施抽低尾水后，拆卸密封裝置后檢查發(fā)現(xiàn)檢修密封空氣圍帶穿孔。

3.2 原因分析

（1）關(guān)于運(yùn)行密封裝置活塞圈異常磨損問(wèn)題。電廠組織技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查并分析原因：由于此類(lèi)水壓式端面密封結(jié)構(gòu)是國(guó)內(nèi)普遍使用且技術(shù)成熟的產(chǎn)品，裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不存在問(wèn)題；運(yùn)行時(shí)的水壓均是按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整和控制的，也不存在水壓過(guò)大造成磨損的問(wèn)題。最可能存在的問(wèn)題有：①密封供水水質(zhì)太差，或者密封供水水量、水壓不足，在開(kāi)機(jī)時(shí)不能及時(shí)供水將活塞圈迅速頂起而導(dǎo)致尾水倒灌至密封水腔，有較大堅(jiān)硬的砂石或其他異物進(jìn)入密封活塞圈工作面，導(dǎo)致了這種較大面積的撕裂狀磨損；②密封活塞材質(zhì)選擇不合理，應(yīng)選擇耐候性、耐磨性、耐油性更好的材質(zhì)。

（2）關(guān)于檢修密封空氣圍帶磨損穿孔的問(wèn)題。電廠組織技術(shù)人員詳細(xì)檢查，深入分析，可能存在的問(wèn)題有：①開(kāi)停機(jī)流程設(shè)計(jì)有缺陷，開(kāi)機(jī)時(shí)圍帶氣壓撤除過(guò)晚、停機(jī)時(shí)圍帶氣壓投入過(guò)早，從而造成了空氣圍帶磨損；②空氣圍帶與主軸安裝間隙過(guò)小，運(yùn)行中主軸正常擺動(dòng)造成磨損；③空氣圍帶槽加工尺寸與圍帶尺寸配合不合理；④空氣圍帶材質(zhì)選擇不合理，應(yīng)選擇耐磨性、耐候性更好的材質(zhì)。

4 現(xiàn)場(chǎng)檢修與處理

4.1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

將密封裝置拆卸后，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)查閱資料、肉眼觀察、氣壓試驗(yàn)、尺寸測(cè)量等方法進(jìn)行了以下檢測(cè)：①查閱監(jiān)控流程，經(jīng)查閱監(jiān)控流程后，確認(rèn)開(kāi)、停機(jī)流程時(shí)空氣圍帶撤除、投入壓縮空氣流程符合設(shè)計(jì)要求。②目測(cè)，發(fā)現(xiàn)主軸（轉(zhuǎn)環(huán)以下）表面、空氣圍帶座、密封支架均銹蝕嚴(yán)重；現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)供水水質(zhì)較差，存在較多泥沙。③氣壓試驗(yàn)，新圍帶通氣觀察圍帶鼓起情況，當(dāng)氣壓在0.1 MPa時(shí)，即發(fā)現(xiàn)圍帶有明顯的鼓起現(xiàn)象。④尺寸測(cè)量，經(jīng)電廠技術(shù)人員與廠家服務(wù)人員共同測(cè)量確認(rèn)尺寸見(jiàn)表1。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)后，分析出造成密封裝置多次漏水的主要原因有以下幾種：①密封水水質(zhì)較差，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；②裝置部件實(shí)際尺寸有偏差；③密封活塞及空氣圍帶選材不合理。

表1 密封裝置相關(guān)部件尺寸測(cè)量記錄表

4.2 檢修與處理

經(jīng)過(guò)以上分析后，在2015年1月現(xiàn)場(chǎng)采取了以下檢修與處理措施：①運(yùn)行密封裝置供水管路加裝二次過(guò)濾裝置，提高技術(shù)供水清潔度；②將運(yùn)行密封供水接頭管徑加大，改為DN15的不銹鋼管接頭；③密封裝置安裝前，對(duì)主軸（轉(zhuǎn)環(huán)以下）表面、空氣圍帶座、密封支架進(jìn)行除銹后，涂防銹漆兩遍；④現(xiàn)場(chǎng)將密封裝置各部件存在尺寸偏差的部分進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工，現(xiàn)場(chǎng)加工后尺寸見(jiàn)下頁(yè)表2；⑤將密封活塞圈、空氣圍帶的材質(zhì)由原來(lái)的丁晴橡膠更換為氯丁橡膠。

表2 密封裝置相關(guān)部件現(xiàn)場(chǎng)加工后尺寸測(cè)量記錄表

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

某電廠密封裝置多次出現(xiàn)漏水過(guò)大的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員分析原因后，采取了針對(duì)性的檢修與處理措施，投運(yùn)后運(yùn)行穩(wěn)定，至2017年底C級(jí)檢修，期間未出現(xiàn)因密封裝置漏水問(wèn)題造成的機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)。可見(jiàn)本次的現(xiàn)場(chǎng)檢修與處理是合理且有效的，也大大提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性。

5.2 建議

水電廠在開(kāi)展技術(shù)改造項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)于可能影響質(zhì)量偏差的各環(huán)節(jié)提前做好風(fēng)險(xiǎn)分析，并制定控制措施，做好全過(guò)程的質(zhì)量控制。不能過(guò)分相信設(shè)備廠家的口頭質(zhì)量承諾，確保改造設(shè)備一次性成功，避免類(lèi)似問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)。