水轮机主轴密封漏水的原因和整改方案

国为机械 - -云南国为机械科技有限公司 0871- 68100848 4008-088-607 水轮机主轴密封漏水 密封一直就是常年困扰水电站和主机厂的一个主要问题，电站本来 还没有到大修周期，也不用拆开来检修，就是因为密封出现泄漏严重问题， 影响电站的稳定运行不得不提前大修。国为（ GOWE）机械公司水电技术团 队（其中包括： 2 名水电教授级高工，从事水电超过 30 年；高级工程师 12名，从事水电超过 15 年；密封材料专家 8 名，从事密封行业 10 年以上） 坚持不懈通过 14 年的努力设计、实践终于开发出一整套水电密封的整体解 决方案。从主轴密封、桨叶密封、导叶密封、阀门密封、各连接部分静密封、受油器密封、接力器密封、轴承端盖密封、到上下导油气密封都有一整套完善的解决方案。公司通过不断引进、更新新材料来适应水电站密封 需要高速、水润滑或无润滑、大规格、长时间使用的特点；不断设计新的、 合理的结构来提高水电站密封使用的长期性和稳定性的要求。目前，国为公司水电密封事业部已经为国内外多家主机厂连续多年配套水电密封，并取得了客户的普遍肯定。 一、 基本情况 XX水电厂是低水头河床式电站，装机容量 515MW, 最大工作水头 32.3m，最小水头 15m，设计水头 22m，水轮机型号 ZZ440-LH-85，额定流量550m3/s， 额定转速 76.9r/min，水轮机密封安装高程 65.7m，水轮机主轴密封分为检修密封和工作密封两种，其中检修密封为橡胶围带式结构，工作密封为橡胶可调活塞式结构。 结构参考图纸 二、 轮机主轴密封的作用及工作过程 当机组处于禁止运动状态，工作密封块下腔是 0.02Mpa，压力清洁水使密国为机械 - -云南国为机械科技有限公司 0871- 68100848 4008-088-607 封块克服重力上升到顶端，顶住转动环，阻断窜水通道，起到密 封作用。 当机组处于检修状态时，围带通入 0.6 0.7Mpa压缩空气，其非约束部分受压鼓起，与大轴保护罩紧密接触，从而阻断尾水窜入水轮机顶盖的通道，起密封作用。 三、 故障现象 XX水电厂 1 4号机组投产以来，曾多次出现下述情况：机组开机几分钟后，顶盖水位上升过快，顶盖水泵启动频繁，有时三台同时启动仍控制不了顶盖水位上升，导致水淹水导；机组停机几分钟后，也时常发现这种情况，使机组安全运行可靠性大幅降低。 四、原因分析 转动环固定主轴上，随主轴一起转动，密封块安装在活塞座里，密封块中对称布 2 根 20 定位 销限制密封块只能作上下运动，不能作环向运动和径向运动。（见图 2），在密封块上下端面之间 8 个均布 4mm 通流孔，当密封块下腔无压时，密封块能靠自重落到底部，当活塞下腔通入压力水后，密封块在水压作用下上升到顶端，在顶起密封块的同时，水流经通流孔到密封块上端；当密封块与转环接触后，接触面之间就产生了流动水膜，这时如果机组开始运转，转动环与活块磨擦，就是与流动水膜的磨擦，水膜不仅保护密封块，还将密封块的热量带走。 2 密封块工作过程中，它可能出现下面几种情况： 1、开机时，由于其它原因使压力不流通入密封块下腔，密封块不能顶起，这时，密封块与转环之间有间隙，漏水量偏大。 2、开机时，由于管道原因，导致进入密封块下腔压力水流流量偏小，小于通流孔的漏水量，不能形成压力，密封块不能顶起，密封块与转环之间有间隙，漏水量偏大。 国为机械 - -云南国为机械科技有限公司 0871- 68100848 4008-088-607 3、停机时，转动环在机组负压下，将密封块下压 2-3mm，密封块被卡在密封块座上，不能顶起。（如图 3），转动环在某点的速度方向 V是其作圆周运动的切线方向，其磨擦力 f的方向与 V相反，由力学性质密封块工作中所受的力除重力 mg，水压 P（ P mg）外，还有电磨擦力产的力 F且 F f，在 F的作用下，密封块有随转环转动的趋势，但受到定位销的约束，于是出现密封块与定位销紧紧贴合的结果，时间表一长，就存在倾斜、断裂。密封块定位销孔变形、密封快断裂。 五、防止对策 1、取消定位销钉，将密封座上销钉封阻，密封块用硅胶封阻， 从根本上消除销钉对密封块的卡阻作用。 2、在密封块工作面上开设一条 20 20润滑槽，使 8 只均布 4mm通流孔连成一体，改善其工作面的润滑条件，以减少密封块的磨损量。（见图 4）。 3、将原设计的密封水管 Dg15镀锌管改成 Dg25，不锈钢金属软管改善其进入密封座的压力的水量。 4、增设一套 0.