文档介绍：水轮机主轴密封结构的优化改造 1基本情况清江大龙潭电厂装机容量 3× 12 MW 。最大工作水头 36m,最小工作水头 16 m,设计水头 24m。水轮机型号为 ZZA834-LJ-280 ,额定流量 m3/s ,额定转速 250 r/min 。水轮机安装高程 m,下游最低发电水位 m。水轮机主轴密封分为停机状态密封(俗称检修密封)和运行状态密封(俗称工作密封)两种。其中检修密封为橡胶围带式结构,工作密封为橡胶活塞式结构。工作密封面高程 m。 2水轮机主轴密封的作用及工作过程当机组处于静止状态时,工作密封活塞上腔是无压的,活塞在活塞座内靠自重沿定位销自由下落到底部。而围带此时已接通 ~ MPa 的压缩空气,其非约束部分受压鼓起,与密封环紧密接触,从而阻断尾水窜入水轮机顶盖的通道, 起到密封作用。开机时,为避免围带与主轴的磨擦,在机组启动前,开机继电器就使围带排气卸压。同时,为防止围带卸压后尾水大量窜入顶盖,开机继电器还使 MP a 压力的清洁水通入密封活塞上腔,使密封活塞与转动环密封面紧密接触,阻断窜水通道,起到密封作用。停机时,当主轴完全静止后,停机继电器使围带通入压缩空气,并关闭密封活塞上腔的压力水。 3故障现象大龙潭水电厂 2号机组自投产以来,曾多次出现下述情况:投运初期,机组开机时,水轮机在开始运转的几分钟内橡胶焦臭味非常浓烈,待机组运转一段时间后,橡胶焦臭味才被机组旋转的气流渐渐吹散,同时会有一些橡胶颗粒被冲进顶盖。经常堵塞和卡住底阀,使排水泵失效。运行一个月后,工作密封装置即出现大量漏水,两台顶盖排水泵难以排除漏水。后又增加两台临时排水泵,暂时能维持运行,但密封漏水量大,顶盖泵启动频繁。几乎 60秒启动一次。顶盖里经常冲出一些工作密封被磨损的橡胶皮,封装置投运的一年多时间内,发生过多次因密封失效严重漏水,被迫停机抢修,且发生 3次水淹水导事故。由于该密封结构复杂,维护检修极为困难。且相继投产的 3号机和 1号机也出现同样的问题。于是,公司决定于 2006 年 10月将 3台水轮机的主轴密封进行改造。 4原因分析水车室内除电气设备、元件外,其余都是机械构件以及为数极少的橡胶密封材料(如盘根、围带和密封活塞)。在排除电气设备、元件故障的可能后,能在发热后冒烟并散发橡胶焦臭味的就只能是这些橡胶制品。然而,这些作为水轮机密封用的橡胶密封制品全都安装在水下。就连工作密封活塞,也长期浸泡在水轮机顶盖的积水中。可想而知,这些浸泡在水中的橡胶密封即使与金属物体发生运动磨擦,也不可能发热冒烟。换句话说,这些橡胶密封如果发热冒烟,一定存在干性或临界干性的运动磨擦。就大龙潭水电厂机组的情况来说,在水轮机各种密封装置中,存在磨擦运动可能的只有检修密封和工作密封两种。前者有 3种情况可能发生运动磨擦:a 开机时围带尚未排气卸压,机组就运转起来;b停机时机组尚未静止,围带就被充入压缩空气;c机组停机期间,由于导水叶漏水过大,机组自转。对于检修密封来说,无论发生哪一种运动磨擦,其磨擦面始终浸泡在水中,其结果虽然会损坏围带,却不可能因此产生浓烟。对于后者,它虽然被固定在活塞座里,只能作上下运动,不能作圆周运动和径向运动,但是,转动环却是随主轴一起转动的。显然,密封活塞存在运动磨擦。但密封活塞是靠清洁