利用柔性石墨盘根密封解决白水电站03#水轮机主轴漏水

利用柔性石墨盘根密封解决白水电站03#水轮机主轴漏水

陈洲

(国电恩施水电开发有限公司湖北省恩施市445000)

摘要：本文通过对宣恩县电力公司小型水电站运行分析，针对水轮机出现的不同程度的漏水现象，决定利用柔性石墨盘根密封解决白水电站03#水轮机主轴漏水，以期提升设备运行质量，保障公司的经济效益。

关键词：柔性石墨盘根；密封；白水电站；主轴；漏水

一、机组运行概况

宣恩县电力公司自有电站均为70年代末80年代初建设的小型水电站，水轮机多为HL110系列，因运行时间长，磨损大，现有的大多数水轮机都有从主轴漏水的现象。近几年来检修班每年都要对所有水轮机进行止漏处理，但是止漏效果不是很理想，通常最好的可管一个月，水轮机又会出现不同存度的漏水，因此水轮机漏水成为了小水电的“癌症”。白03#水轮机为福州发电设备制造厂生产，额定功率690KW，1990再建投产，现已运行20年。此机组出力效果好，但近几年漏水现象越来越严重，机组满发时，轴向窜水时刻有流入轴承座内的危险，因此，决定利用柔性石墨盘根密封解决白水电站03#水轮机主轴漏水。

二、机组调查现状

调查一：2010年5月10日由白水电站站长谢远斌对白03号发电机2008年10月至2009年9月非正常停机情况进行了详细调查，通过调查发现，这一年汛期，非正常停机共3次，因主轴漏水严重，不得不停机检修2次，占总数的67%。

调查二：黄前康、蒲东明、黄登煊、陈洲于2010年5月11日到白水电站现场察看白03#水轮机现状：

1、白03号水轮机有大量水沿主轴窜出，严重影响机组的出力。

2、现阶段已发展到需用挡板遮住窜水，不然时刻有流进推力瓦座内的危险。

3、长时间的主轴窜水水轮机拐臂已锈蚀严重，影响拐臂的灵活度。

三、机组漏水原因分析

我们对造成主轴漏水的原因进行了认真透彻的分析，整理因果分析图如下：

确认一：检修不彻底

《设备缺陷处理记录》显示，每次止漏检修后都进行过试运行，并且试运行结果合格后，运行人员才验收登记缺陷处理。这足以说明，每次检修方法是正确的，检修措施是满足要求的。

结论：检修不彻底不是主要原因

确认二：设备磨损存在间隙

通过调查以前检修时各部件之间的配合存度，结合水轮机封水系统的设计原理进行分析：经过20年的运行磨损，转轮、左螺纹环、前封盖三者之间有较大间隙,涡壳内的水随间隙流出。

结论：设备磨损存在间隙是主要原因

确认三：盘根受潮变质

通过对使用前后石棉盘根的比较，发现石棉盘根受潮易变质、受热易磨损。盘根磨损、变质导致密封不严，外加水压力大，封水盒的排水管来不及将水排除，从而形成漏水。

结论：盘根受潮变质是主要原因

四、改造方案

2010年6月7日，QC小组针对影响主轴漏水的两条主要原因，从水轮机的内部结构加以改造。密封盘根质量不合格，小组决定用优质不锈钢作为转动件,再利用柔性石墨在受热后石墨膨涨,密封性能好,耐水压不易损坏,更换周期长的特性做盘根。石墨盘根在钢套上旋转具有摩擦系数小,既不磨损主轴，又保持了间隙不变。设备磨损间隙大，小组集思广益最后定为，更换左螺纹环减小间隙，阻止水进入甩水盘，另在转轮背面加装密封环，阻止水进入转轮背面，密封上加工多道反螺纹槽用以改变转轮背面负压力的方向，使水向尾水管方向流出。

1、密封盘根质量不合格：在主轴盘根摩擦位置安装优质不锈钢套，采用高性能柔性石墨做盘根，减小盘根摩擦系数，增强密封，将圆柱形优质不锈钢套加热后从主轴端部穿入主轴内，作为与盘根摩擦的旋转部件。将原来的石棉盘根改用柔性石墨盘根。

2、设备磨损间隙大：将磨损部件进行更换，加装密封环，减小间隙。更换主轴与前封盖之间的左螺纹环，在转轮背面加装密封环。

我们利用“伏旱”季节设备轮换对白03号水轮机主轴封水进行了改造，并严格按照下列施工要求，实施了如下措施：

1、2010年6月29日12：00加工好的不锈钢套送达白水电站，由工作负责人黄登煊开具电气第二种工作票对白03#水轮机进行止漏检修，谢远斌为工作监护人。

16：00检修人员对主轴装不锈钢套位置用铁砂纸进行打磨抛光，将圆柱形优质不锈钢套进行安装定位。

6月30日8：00，由黄登煊、蒲东明负责把3个高性能柔性石墨从主轴的转轮侧小心穿入主轴，固定在优质不锈钢套上。

2、2010年6月30日上午，检修人员将密封环用沉头螺钉固定在转轮背面，再将新加工的左螺纹环安装在主轴原位置上。

五、改造效果

1、通过本次QC活动，解决了主轴漏水问题，减少主轴止漏检修的次数，降低了非正常停机次数和设备维护成本，为提高发电经济效率创造了有利条件，达到了我们预期目的。

2、利用QC成果我们对其它5台漏水较严重的水轮机逐步进行了改造（白水电站01、02#，龙头沟二级电站04#，龙头沟三级电站01、02#）。

创造直接经济效益：23887+2050+3900=29837元

六、结语

通过对白03水轮机止漏进行的QC活动，解决了盘根易磨损主轴产生轴向窜水的问题，降低了检修人员的劳动强度。今后将充分利用新方法、新材料、新科技，来解决设备运行中存在的缺陷，为提高公司的经济效益，确保设备健康水平做出应有的贡献。

参考文献：

[1]励行根,王成林,沈明学,励勇,励洁,彭旭东.柔性石墨/编织盘根组合填料密封性能试验研究[J].润滑与密封,2014,39(12):119-124.

[2]王志玲,蔡兴中.水轮机主轴密封漏水原因分析及处理[J].设备管理与维修,2012(05):53-54.