蒲洪堅，肖遙，丁暉慶，鄧亞

（懷化沅江電力開發(fā)有限責任公司洪江水力發(fā)電廠，湖南 懷化 418000）

1 概述

洪江電廠主軸密封裝置自機組投產(chǎn)后，便存在使用壽命短的問題，每臺機組每年需進行1～2次主軸密封更換，且主軸密封損壞多發(fā)生在汛期水電大發(fā)期，極大地影響了電廠的發(fā)電效益，且搶修周期短，作業(yè)人員搶修壓力大，人工成本投入大，一定程度上制約了電廠發(fā)電效益并導致作業(yè)人員高強度疲憊作業(yè)。

2 情況分析及處理

該成果通過壓板對主軸L型工作密封提供更大、更均勻的預(yù)壓力，使L型密封面緊緊貼著密封襯套，從而實現(xiàn)磨損自補償。L型密封的密封邊呈現(xiàn)楔形結(jié)構(gòu)，盡可能地實現(xiàn)線性密封，減少了密封面的面積，從而實現(xiàn)減少摩擦發(fā)熱，且密封面的減少降低了對潤滑水的要求，并有利于汛期泥沙較多時減少泥沙在密封面的停留時間，從而實現(xiàn)延長主軸密封使用壽命的目的。

該成果通過優(yōu)化主軸密封L型張角與密封壓板之間的配合工藝，實現(xiàn)了兩項關(guān)鍵技術(shù)革新：一是L型密封與耐磨襯套間預(yù)壓力顯著增大；二是密封面積的顯著減少，同時減少了摩擦生熱面積，且因預(yù)壓力增大的因素，密封面積大小受水壓影響顯著減少。

該成果特點：

（1）實現(xiàn)主軸密封潤滑水斷流保護功能，主軸密封潤滑水斷流，主軸密封無任何燒損，主軸密封漏水量未見增大。

（2）密封性能良好，開機并網(wǎng)狀態(tài)下，主軸密封平均漏水量＜4.5L/min，部分機組漏水量＜1L/min，遠遠優(yōu)于哈電設(shè)計值≤50L/min。

（3）整條壓板固定提供預(yù)壓力，較彈簧補充結(jié)構(gòu)而言，壓板受溫度及水力因素的影響更小，提供的預(yù)壓力更穩(wěn)定，從而實現(xiàn)磨損的均勻補償。

（4）實現(xiàn)磨損補償，密封襯套磨損8mm深度情況下，依然可做到密封良好，主軸密封裝置的工作密封平均使用壽命達到6年，最長可達8年，實現(xiàn)了主軸密封裝置的免維護。

主軸密封結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由主軸密封襯套（抱在大軸上），密封壓板（金屬材質(zhì)）、楔形工作密封（聚氨酯材質(zhì)）、密封底座（金屬材質(zhì)）組成，其中密封底座上帶有螺紋孔，密封壓板上帶光孔，楔形工作密封根據(jù)密封壓板及密封底座上的孔現(xiàn)場配鉆光孔，在螺栓的作用下，楔形工作密封被牢牢固定于密封壓板及密封底座之間。

圖1 主軸密封結(jié)構(gòu)

如圖2所示，在密封壓板緊固螺栓的作用下，壓板產(chǎn)生向下的壓力F1，在壓板向下壓力F1作用下，密封底座產(chǎn)生反向作用力F2及F3，在恒定壓力F3的作用下，工作密封張角打開，從而使得楔形密封面緊緊貼著密封襯套，從而實現(xiàn)優(yōu)良的密封性。并且楔形密封與襯套接觸的密封面積小，即密封的實際面積小，這就實現(xiàn)了密封潤滑水斷流的情況，工作密封因?qū)嶋H發(fā)熱量極小，密封磨損下，不會因為密封潤滑水斷流而出現(xiàn)密封燒損事件。并且因為最大限度地減少摩擦熱量的產(chǎn)生，進而減緩了工作密封的磨損，并且密封磨損后，在將要與襯套產(chǎn)生間隙時，在力F3作用下，工作密封又一次緊緊貼住工作密封，實現(xiàn)了密封的自補償，進而實現(xiàn)了主軸密封的楔形工作密封，平均使用壽命長達6年，最長使用壽命可達8年，完全可實現(xiàn)機組一個大修周期內(nèi)無須進行主軸密封的檢修工作，主軸密封在一個大修周期內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定安全運行，極大地提升了電廠的發(fā)電效益，同時，減輕了機組檢修的人力成本，并且對現(xiàn)在推行的設(shè)備狀態(tài)檢修具有十分積極的效益。

圖2 主軸密封工作原理

3 實施效果

3.1 經(jīng)濟效益

該成果實施后，立式機組可避免主軸密封漏水量大，頂蓋水位高引起的機組非計劃停運，臥式機組可避免水導軸承油混水、及漏水嚴重導致水淹廠房風險。同時因使用壽命長達6年，基本實現(xiàn)主軸密封裝置的免維護。

該成果的經(jīng)濟效益：以洪江電廠為例，搶修主軸密封工作時長最短為24h，6臺單機4.5萬kW的機組，每年因主軸密封搶修減少發(fā)電量為6×4.5×24=648萬kW·h，項目實施后，每年可增加發(fā)電效益648萬元×0.35元/kW·h=226.8萬元。

3.2 社會效益

電廠投入磨損補償型主軸密封裝置后，減少了主軸密封裝置維護的人工投入，提高了設(shè)備安全可靠性能，使發(fā)電效益、設(shè)備健康水平有較大提升，起到良好效果?？稍谖辶韫緝?nèi)部兄弟電廠、行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。