浅析某电厂水轮机密封装置漏水原因分析及处理

浅析某电厂水轮机密封装置漏水原因分析及处理

钟作良

国家电投贵州金元股份有限公司黔北水力发电总厂马槽河水电站

【摘要】在电厂中，水轮机机组的运行中十分容易出现密封漏水的现象，或者是产生密封块烧损等等问题。对于水轮机来说，主轴密封装置是十分重要的保护装置，如果密封装置产生漏水问题，可能造成水淹水导轴承的现象，甚至可能水淹厂房，造成不可挽回的损失。在实际中，应用密封装置的质量和工艺是确保发电机组安全的重要保证。在本文中，主要是选择某水电厂1号水轮机作为研究对象，分析主轴密封装置产生的漏水问题，并分析漏水的原因，提出了有效的解决对策和建议，直接解决了漏水问题，增强了设备运行的安全性。

【关键词】某电厂；水轮机；密封装置；漏水原因；处理

在本文中，以某水电厂1号水轮发电机组作为研究对象，其为立轴轴流转浆式机组，并在2016年1月进行了增容改造，在改造之后，其水轮机型号是ZZD642-LH-450，额定转速为150r/min，额定水头为28.00m，额定功率为43.34MW。到2018年1月，主轴一共产生过3次漏水问题，导致停机检修，在频繁产生该问题之后，电厂让技术工人进行了全面的检查和分析，找出了原因并在现场检修密封装置，改善了漏水过大的现象，使得设备能够平稳运行。

一、主轴密封装置介绍

在水轮机中，主轴密封装置是重要的保护装置，在密封装置产生漏水现象时，可能会造成水导轴承被水淹，严重造成水淹厂房，因此，只有密封装置保持合理的结构和工艺，才能够确保水轮发电机组的安全使用和平稳运行。某水电厂在2016年增容改造时，更换了原密封装置。

（一）运行密封装置

在某水电厂中，其1号水轮机运行密封是可调水压式端面密封，参考图1。其密封活塞圈是选用的丁晴橡胶材质，在密封环材料中，使用0Gr18Ni9不锈钢板，并且调整密封水压处于0.05到0.20MPa之间，为了防止密封漏水积水的产生，有浮子信号装置的安装，对积水水位进行控制，控制排水泵启动和停止。

（二）检修密封装置

在该水电厂1号水轮机中，其检修密封装置是空气围带式结构，具体参考图1。为了在检修运行密封以及长时间的停机过程中产生尾水倒灌，在机组停机后围带充使用压缩空气来封水，约在0.5～0.7MPa，在机组启动之前，将压缩空气撤除，避免产生意外，造成检修密封空气围带的磨损。

图1密封装置装配简图

二、缺陷现象及原因分析

（一）缺陷现象

(1)在新密封装置使用后的短时间中，在设备运行过程中，顶盖水位出现了异常升高的现象，并且启动顶盖备用抽水泵仍然无法将水位抽低。在电厂中，即刻使用紧急措施，将尾水抽低，然后拆卸密封装置进行全面的检查，之后发现是因为在运行过程中，出现密封橡胶活塞圈磨损的问题，造成了大量的漏水。

(2)在机组运行的过程中，围带排气孔流出水，在停机时，出现水位异常，尾水倒灌导致盖顶的水位突然升高。电厂立刻采用应急对策，将尾水抽低，之后将密封装置进行拆卸，检查之后发现是因为密封空气围带穿孔造成的。

（二）原因分析

1.密封装置在运行中活塞圈异常磨损的现象

在现场中，需要组织相关的技术人员去进行原因的分析和检查：种结构是水压式端面密封结构，属于当前我国使用十分普遍并且技术足够成熟的产品，在装置结构中，不会有设计问题的产生。在运行过程中，水压都是根据设计要求而做出调增和设计的，不会因为水压过大导致设备出现磨损。最为可能存在的问题是：(1)在密封供水中，其水质比较差或者是密封的供水水量不足以及水压不足，造成在开机时，供水不能把活塞圈快速顶起，造成尾水出现倒灌，到达密封水腔中，其中包含着一些比较坚硬的物质或者异物，例如砂石等等，在进入密封活塞圈的工作面之后产生了大范围出现撕裂状的磨损。(2)选择的密封活塞材质不适合，需要选择比较好的材质，耐候性和耐磨性需要不断增强，加大其耐油性。

2.密封空气围带出现磨损穿孔的问题和检修

在电厂中，积极组织一些优秀的技术人员进行检查和分析，可能存在的一些问题是：(1)在开停机流程设计中存在一定的问题，在开机时，围带气压撤除太晚，在停机时，围带气压投入太早等，这些都导致空气围带磨损现象的产生(2)在安装空气围带过程中，和主轴安装的间隙比较小，在运行过程中，主轴需要进行摆动，导致磨损的产生。(3)空气围带槽的尺寸和围带尺寸没有进行有效的配合。(4)选择的空气围带材质不够科学，需要选择那些耐磨性强并且有着很强耐候性的材料。

三、现场检修与处理

（一）现场检测

在拆卸完密封装置之后，在现场，利用各种检查方式，例如查阅资料和肉眼观察，以及测试和测量等等方法，开展了下边的检测：(1)查看监控流程，在查看监控流程之后，确保开机和停机的操作中，空气围带撤除和压缩空气的投入流程能够和需要相符合。(2)目测，主轴转环之下的表面被严重腐蚀，同时空气围带座和密封支架等等都存在锈蚀现象。在现场技术中，对水质检测发现水质比较差，并且水中泥沙很多。(3)气压试验，对围带进行通气，观察其鼓起的状况，发现在0.1MPa气压时，围带产生了显著的鼓起。(4)尺寸测量，在电厂中，技术工作者和厂家的人员共同进行了尺寸的测量和确定，具体参考表1。在完成现场检查之后，对密封装置产生漏水的一些原因进行了分析，其中有：(1)密封水的水质比较差，无法达到使用的指标。(2)在装置部件中，存在着尺寸的偏差；(3)在选择的密封活塞和空气围带中，选材不符合。

表1密封装置相关部件尺寸测量记录表

（二）检修与处理

某电厂在检查分析和研究之后，采取了下边的检修方式：(1)在运行密封装置的供水管路中，进行二次过滤设备的安装，从而增强供水的质量。(2)加大密封供水的接头管径，将其改成DN15的不锈钢管接头。(3)在安装密封装置之前，做好除锈工作，特别是主轴的表面和空气围带座，以及密封支架，进行防锈漆的涂抹。(4)针对密封装置中存在尺寸误差的部件在现场进行加工，在加工之后，其尺寸参照表2。(5)针对密封活塞圈和空气围带，选择氯丁橡胶作为其材质。

表2密封装置相关部件现场加工后尺寸测量记录表

注:在现场的机械加工设备条件下，对加工尺寸存在限制，导致难以实现精度要求，在现场技术人员进行综合分析之后，统一认为在加工之后，其尺寸能够和安全生产的要求相符。

四、结束语

在某电厂中，其密封装置出现过很多次的漏水现象，在技术人员进行检查和分析之后，找到了漏水的原因并采取了有效的解决对策，在之后的使用中情况良好，到今年的检修期间，未曾产生过密封装置漏水的现象，机组运行十分平稳。由此可知，在本次检修中取得了显著的成效，使得设备运行的效率大大提高。

在水电厂进行技术改造过程中，必须要做好质量，分析好可能导致的质量偏差问题并进行风险分析，做好控制措施并加强整体的质量控制。不要太相信设备厂家的质量承诺，必须要改造和试验设备成功，才能防止后续问题的产生。

【参考文献】

[1]李冰颖，耿清华，王平德.混流式水轮机顶盖水位上升原因分析及运行对策[J].水电与新能源，2015(12):66-68.

[2]何军，李慧，洪学亮，刘知雨.非接触式主轴密封替代的实践[J].四川水力发电，2015，34(06):172-174.

[3]张冰雪，程海峰，张海江.大渡河安谷水电站1号水轮机主轴密封处理方式新探[J].四川水力发电，2015，34(06):180-183.

[4]周旋.探讨水轮机导水叶漏水修复与操作系统的改造[J].科技与企业，2014(20):168.

[5]刘时贵，权君宗，谢俊.水轮机检修密封控制技术探讨[J].东方电机，2014，42(03):11-13.