漫湾电厂2号机导叶中轴套密封改造培训课件

漫湾电厂2号机导叶中轴套密封改造培训课件CONTENTS目录01项目背景与改造必要性02中轴套漏水原因分析03密封改造方案设计04改造实施过程CONTENTS目录05改造效果评估与验证06维护保养与经验总结01项目背景与改造必要性漫湾电厂2号机设备概况机组型号及生产厂家漫湾电厂2号机水轮发电机组为东方电机厂生产的HL231-LJ-550型混流式机组。导水机构中轴套功能导水机构中的中轴套起固定导水叶的作用，安装在顶盖上，与下轴套和上轴套有较高的同心度，并承受由蜗壳传来的水压力，需具备较好的密封性。机组投产及运行背景漫湾电厂自1993年首台机组发电以来，部分中轴套出现漏水较大的问题，对机组安全稳定运行造成影响。导叶中轴套功能与重要性

导叶中轴套的核心功能导叶中轴套安装在水轮机顶盖上，主要起固定导水叶的作用，并需与下轴套和上轴套保持较高的同心度，以确保导水机构正常运行。

密封性能的关键作用中轴套承受由蜗壳传来的水压力，其良好的密封性可有效防止蜗壳中的水溢出，避免顶盖积水及相关设备故障。

保障机组安全运行的重要性水轮机导叶中轴套漏水将导致水轮机顶盖积水较多，排水泵启停频繁，导叶中轴套密封完全失效时将造成水淹厂房事故，直接威胁机组安全稳定运行。中轴套漏水问题现状

机组基本情况漫湾电厂2号机为东方电机厂生产的HL231-LJ-550型混流式机组，1993年首台机组发电，中轴套安装在顶盖上，与下轴套和上轴套需保持较高同心度，承受蜗壳传来的水压力，需具备良好密封性。

漏水现象表现自1993年投运以来，部分中轴套漏水较大，导致顶盖排水泵负荷过重，检修周期大大缩短，检修过程中需投入多台潜水泵辅助排水。

漏水造成的影响潜水泵排水通过检修排水廊道流至厂房渗漏集水井，增加了厂房渗漏排水泵的排水量，对机组安全运行构成事故隐患，必须解决此漏水问题。漏水问题带来的危害与风险

排水系统负荷剧增中轴套漏水导致顶盖排水泵负荷过重，检修周期大幅缩短，检修过程中需额外投入多台潜水泵以满足排水需求。

厂房安全隐患加大潜水泵排水经检修排水廊道流入厂房渗漏集水井，漏水量大时增加厂房渗漏排水泵排水量，存在水淹厂房的事故隐患。

机组运行可靠性降低水轮机导叶中轴套密封失效将导致水轮机顶盖积水较多，可能影响导叶正常操作，进而降低机组运行的稳定性和可靠性。改造的必要性与目标

设备运行现状与问题漫湾电厂2号机自1993年投运以来，部分导叶中轴套漏水较大，导致顶盖排水泵负荷过重，检修周期缩短，需额外投入多台潜水泵排水。

安全隐患分析中轴套漏水通过检修排水廊道进入厂房渗漏集水井，增加厂房渗漏排水泵排水量，存在水淹厂房的事故隐患，威胁机组安全稳定运行。

改造的核心目标解决水轮机中轴套密封漏水问题，提高密封性能，降低排水系统负荷，消除安全隐患，保障机组长期可靠运行。02中轴套漏水原因分析原密封结构组成与原理原密封机构组成部件漫湾电厂2号机导叶中轴套原密封机构由UO型橡胶密封圈、型橡胶密封圈、金属压环和固定压板组成。中轴套安装位置与作用中轴套安装在顶盖上，起固定导水叶的作用，与下轴套和上轴套需保持较高的同心度，同时承受由蜗壳传来的水压力，需具备良好密封性。密封原理简述通过橡胶密封圈的弹性变形，配合金属压环和固定压板的紧固作用，实现对中轴套与导叶之间间隙的密封，防止蜗壳内的水渗漏。压环设计问题分析原压环结构特点原机组中轴套密封机构由U型橡胶密封圈、O型橡胶密封圈、金属压环和固定压板组成，其中金属压环在密封结构中起到压紧密封件的关键作用。压环宽度不足问题原设计中压环太窄，导致在安装过程中对密封件的压紧力分布不均，无法有效保证密封件与轴套、顶盖之间的紧密贴合，易出现局部密封失效，是漏水的重要原因之一。密封件磨损与老化因素

橡胶密封圈材质老化原机组采用的U型、O型橡胶密封圈长期在水中运行，受水温、水质及压力影响，易出现弹性下降、龟裂等老化现象，导致密封性能减弱。

安装工艺导致的局部磨损原密封机构中金属压环设计过窄，安装时对密封圈的压力分布不均，易造成局部过度挤压磨损，加剧密封失效。

导叶运行中的摩擦磨损导叶转动过程中，中轴套与导叶轴颈间存在相对运动，长期摩擦导致密封件接触面磨损，配合间隙增大，密封效果下降。安装与维护不当影响

安装过程压环问题原机组中轴套密封机构的压环太窄，在安装过程中易导致密封件受力不均，影响密封效果，这是造成中轴套漏水的原因之一。

检修维护不及时中轴套密封出现轻微漏水时，若未及时进行检修维护，会使密封件磨损加剧，导致漏水量增大，增加排水泵负荷及事故隐患。

维护方法不规范在检修过程中，若未按照正确的工艺和标准进行维护操作，如密封件更换不当、紧固力度不合适等，会降低密封性能，影响中轴套的密封效果。其他可能原因探讨顶盖与中轴套配合间隙超标导叶中轴套与顶盖配合间隙超过设计值，会导致密封性能下降，引起漏水。这是水轮机导叶中轴套漏水的常见原因之一。中轴套与轴颈磨损中轴套或轴颈在长期运行中发生磨损，会使两者之间的密封配合面失效，从而造成漏水现象，如凤滩电厂3号机组曾因中轴套磨损导致套筒大量漏水。螺栓断裂导致中轴套移位中轴套压板紧固螺栓若出现断裂，会使中轴套位置发生偏移，导致密封失效漏水。白莲河抽水蓄能电站就曾出现此类情况，螺栓多次断裂引发漏水。03密封改造方案设计改造方案总体思路

以解决密封失效为核心目标针对漫湾电厂2号机导叶中轴套漏水问题，改造方案以彻底解决密封失效、降低漏水量为首要目标，确保机组安全稳定运行。

基于原结构缺陷分析进行优化结合原UO型橡胶密封圈、金属压环太窄等结构问题，通过改进密封件类型、优化压环设计及安装工艺，提升密封性能与可靠性。

兼顾可行性与经济性在满足密封效果的前提下，方案设计充分考虑现场安装条件、检修便利性及改造成本，选择成熟可靠的技术方案，避免过度改造。密封结构优化设计01原密封结构缺陷分析原机组中轴套密封机构由UO型橡胶密封圈、金属压环和固定压板组成。由于压环太窄，安装过程中易导致密封件受力不均，影响密封效果。02新型密封结构方案针对原结构不足，优化设计包括加宽金属压环以增加密封件接触面积，调整密封圈截面形状以提升适配性，并采用组合密封形式增强止水效果。03材料选择与性能提升选用耐磨损、抗老化的合成橡胶材料，替代传统橡胶密封圈，提高密封件在水压环境下的耐久性和可靠性，延长使用寿命。04安装工艺改进要点改进安装流程，确保中轴套与顶盖的同心度，采用分步均匀紧固方式，避免压环偏斜导致密封失效，提升整体安装精度。密封材料选型与性能对比原密封结构材料特性

原机组中轴套密封采用UO型橡胶密封圈，依赖金属压环和固定压板实现密封，存在压环宽度不足导致的密封压力不均问题。常用密封材料性能参数

橡胶密封圈具有良好弹性但耐磨性较差；聚四氟乙烯石墨盘根耐温性优（-200~260℃）、摩擦系数低；炭精滑环密封块硬度高但易因水质含沙量高导致过度磨损。改造方案材料选型依据

需综合考虑蜗壳水压力环境、导叶运行时的摩擦工况及安装同心度要求，优先选择兼具弹性补偿能力与耐磨性能的复合密封材料，如增强型唇形密封或V形组合密封结构。改造方案可行性分析技术可行性评估参考葛洲坝电厂、三峡左岸电站等类似机组导叶中轴套密封改造案例，采用优化密封结构（如改进压环设计、更换新型密封件）的技术路径成熟可靠，可有效解决原结构压环过窄导致的密封失效问题。安全风险可控性分析改造过程可在机组检修期内完成，通过制定专项安全技术措施，避免异物掉入发电机等风险，且改造后能消除中轴套漏水引发的水淹厂房事故隐患，提升机组运行安全性。经济性效益分析改造后可降低顶盖排水泵及厂房渗漏排水泵的负荷与检修频次，减少潜水泵临时投入成本，从长期运行维护角度看，能显著降低运维费用，具备良好的经济回报。实施条件评估漫湾电厂拥有水轮发电机组检修经验，且市场上可获取适配的密封件及加工件，结合现有检修资源，改造方案在人员、物资、场地等方面均具备实施条件。与其他电站改造案例对比

01三峡左岸电站：V形密封结构应用三峡左岸电站ALSTOM水轮机导叶中轴套采用V形密封结构，针对运行中漏水严重问题进行改进，其改造侧重于通过优化密封型式来提升密封效果，为大型机组密封改造提供了参考。

02葛洲坝电厂："L"型密封技术实践葛洲坝电厂125MW机组导叶中轴套采用"L"型密封结构，在分析漏水原因基础上实施改进，重点关注轴颈与密封件的配合问题，有效降低了漏水量，为同类机组改造积累了经验。

03彭水水电站：检修工艺优化方案彭水水电站#2机组A级检修中，针对导叶中轴套密封进行改造，改进了传统拆、装工艺，设计制作专用装置解决轴套拆、装难题，提升了检修效率与密封可靠性。

04凤滩电厂：中轴套更换难题突破凤滩电厂3号机组因生产厂家设计缺陷导致中轴套无法更换，通过合理改进解决了套筒漏水问题，其改造经验对处理因设计问题引发的密封故障具有借鉴意义。04改造实施过程施工前准备工作技术资料准备收集漫湾电厂2号机导叶中轴套原始设计图纸、原密封机构（含U型、O型橡胶密封圈、金属压环、固定压板）技术参数及安装说明，确认改造相关技术标准。工具与材料准备准备专用拆卸工具、新密封件（如改进型密封圈）、金属压环（根据分析可能需加宽）、固定压板及测量工具（确保中轴套与顶盖上、下轴套同心度检测）。安全措施准备制定检修区域隔离方案，准备排水设备（应对可能漏水），检查作业平台安全性，对参与人员进行安全技术交底，明确防止异物掉入机组等风险防控措施。施工方案确认明确中轴套拆卸顺序、密封件更换流程、同心度调整方法及质量验收标准，结合原压环太窄等问题制定针对性安装工艺，确保改造后密封性能满足要求。拆卸流程与注意事项

拆卸前准备工作确认机组已停机并完成安全隔离，切断相关动力源；准备专用拆卸工具，如拉马、扳手等；清理作业区域，防止异物掉入机组内部。

中轴套拆卸步骤首先拆除固定压板螺栓，取下固定压板；然后拆卸金属压环，注意记录压环原始安装位置；最后使用专用工具缓慢取出中轴套及原有UO型橡胶密封圈。

关键部件检查与记录检查中轴套与顶盖配合面的磨损情况，测量配合间隙是否超过设计值；记录密封圈的老化、破损程度，拍照留存作为改造依据。

拆卸过程注意事项拆卸时避免使用蛮力，防止损伤顶盖或中轴套表面；所有拆卸部件按顺序摆放，做好标记，确保后续安装时位置准确；作业过程中严格遵守电厂安全操作规程。新密封结构安装步骤

安装前准备清理顶盖安装面及导叶轴颈表面，确保无油污、锈蚀及杂物；检查新密封件（如改进型密封圈、金属压环、固定压板等）尺寸及完好性，确认与改造设计图纸一致。

密封件装配将新U型橡胶密封圈、O型橡胶密封圈按设计位置套入导叶轴颈，注意密封圈方向及完整性；安装金属压环，确保其与密封圈贴合紧密，避免偏斜。

固定压板安装将固定压板覆盖于压环之上，穿入紧固螺栓并均匀预紧，采用交叉对称方式逐步拧紧，确保压板受力均匀，防止密封件变形。

同心度调整与间隙检查使用百分表检测中轴套与上、下轴套的同心度，确保偏差在设计允许范围内；检查密封件与轴颈的配合间隙，保证密封压缩量符合技术要求。安装质量控制要点

密封件安装前检查检查新密封圈（如U型、O型）是否有破损、老化等缺陷，确保其尺寸与安装槽匹配，表面光滑无毛刺。

压环与压板安装精度调整压环宽度，确保均匀压紧密封件，避免因压环过窄导致密封失效；固定压板时，采用对角均匀拧紧方式，防止局部受力不均。

同心度控制安装中轴套时，需保证与上、下轴套的同心度符合设计要求，可使用百分表等工具进行监测，偏差控制在允许范围内。

安装后密封性测试完成安装后，进行通水试验，检查中轴套处有无渗漏，确保顶盖排水泵运行负荷恢复正常，无异常漏水现象。施工安全技术措施

作业前安全准备施工前必须对作业人员进行安全技术交底，明确中轴套拆卸、安装流程中的风险点。检查吊装设备、工具的完好性，确保起重机械符合安全标准，严禁使用不合格设备。

高空作业安全防护顶盖区域作业属于高空作业，作业人员须佩戴安全帽、安全带，搭设牢固的操作平台，设置安全警示标识。严禁在无防护措施情况下攀爬或站立在临边区域。

电气安全保障作业区域内的临时用电设备需安装漏电保护器，电缆绝缘性能良好。涉及电动工具操作时，必须由持证电工接线，严禁非专业人员私拉乱接。

防异物坠落措施拆卸的螺栓、工具等小型物件须使用工具袋存放，严禁随意放置。作业下方设置警戒区，防止物件坠落伤人。密封件等材料堆放整齐，保持通道畅通。

应急处置预案配备应急救援器材，如急救箱、灭火器等。明确应急联系人及联系方式，针对可能发生的高空坠落、机械伤害等事故制定处置流程，定期组织演练。05改造效果评估与验证密封性测试方法与标准

静态压力测试法通过向中轴套密封腔体内施加设计压力的清水，保压30分钟，观察压力下降值及外部渗漏情况。漫湾电厂改造后测试标准为压力下降不超过0.02MPa，且无可见渗漏。动态模拟运行测试模拟导叶实际运行工况，在主轴旋转状态下（转速按机组额定转速的50%-100%调节），监测密封部位的渗漏量。行业标准要求动态工况下每小时漏水量不大于5L。接触间隙测量标准采用塞尺测量中轴套与导叶轴颈的配合间隙，改造后应控制在0.15-0.25mm范围内，确保密封件有效贴合，避免间隙过大导致密封失效。行业规范依据测试执行《水轮机导水机构检修规程》（DL/T817-2019）及东方电机厂提供的HL231-LJ-550型机组密封验收技术条件。改造后运行参数监测

顶盖排水泵运行负荷监测改造后重点监测顶盖排水泵的启停频次及运行时长，与改造前相比，应显著降低其工作负荷，延长检修周期，减少因负荷过重导致的故障风险。

漏水量实时监测通过在中轴套密封部位设置监测点，实时采集漏水量数据，确保改造后漏水量控制在设计允许范围内，避免对厂房渗漏排水系统造成额外压力。

密封部位温度监测对改造后的中轴套密封机构进行温度监测，确保密封件在运行过程中温度正常，无异常过热现象，保障密封性能的稳定和使用寿命。

运行稳定性综合评估结合排水泵负荷、漏水量、温度等多方面监测数据，定期对中轴套密封改造后的运行稳定性进行综合评估，验证改造措施的有效性和可靠性。排水泵运行状况改善

01顶盖排水泵负荷降低改造后，中轴套漏水量显著减少，顶盖排水泵无需长期满负荷运行，有效降低了设备运行压力。

02检修周期延长因漏水问题得到解决，顶盖排水泵的检修周期从改造前的频繁检修状态得以大大延长，减少了维护工作量。

03潜水泵投入减少改造前因漏水严重需投入多台潜水泵辅助排水，改造后漏水量得到控制，潜水泵的使用频次和数量明显减少。

04厂房渗漏排水泵压力缓解中轴套漏水减少，使得通过检修排水廊道进入厂房渗漏集水井的水量降低，厂房渗漏排水泵的排水量随之减少，降低了事故隐患。经济效益与安全效益分析

直接经济效益：降低设备运维成本改造后可减少顶盖排水泵因负荷过重导致的频繁检修，延长其检修周期，同时避免投入多台潜水泵进行临时排水，显著降低设备维护费用和电力消耗成本。

间接经济效益：提升机组运行效率中轴套密封性能改善后，减少了因漏水问题导致的非计划停机，保障机组稳定运行，提高发电时间利用率，增加发电量，从而创造更多经济收益。

安全效益：消除厂房水淹事故隐患有效解决中轴套漏水问题，避免了漏水通过检修排水廊道进入厂房