文档介绍：水轮机主轴密封结构的优化改造
【摘 要】水轮机是一种广泛应用于水利工程中的设施，由于某种原因其密封结构在使用过程中经常出现故障。因此，笔者在本文中主要就其工作原理以及故障原因做一分析，以便为这类设施更好地服务于水利业提供可靠的建议。
【关键词】水轮机；主轴；密封结构；改造
1 基本情况
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，工作密封空腔内是无压的，橡胶密封块在座内靠自重沿定位销自由下落到底部。～，其非约束部分受压鼓起，与水轮机轴紧密接触，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，运行人员就使围带排气卸压。同时，为防止围带卸压后尾水大量窜入顶盖， MPa压力的清洁水通入工作密封座上腔，使密封橡胶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，运行人员使围带通入压缩空气，并关闭密封座上腔的压力水。
3 故障现象
4 原因分析
从四川江口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。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，橡胶密封块存在运动磨擦。但密封活塞是靠清洁水流作为其磨擦面的润滑介质的，因此必须对橡胶密封块的工况作进一步剖析。
密封橡胶块安装在密封座里，密封座中均布2根*8 mm的定位销，限制橡胶块只能作上下运动，不能作环向运动和径向运动。。
在橡胶块上下端面之间有4个均布的*4 mm通流孔。发开机令后， MPa 的清洁水流，使密封橡胶块与转动环密封面紧密接触，当橡胶块与转动环接触后，接触面之间就产生了流动的水膜。这时如果机组开始运转，转动环与橡胶块的磨擦实质上就是与流动水膜的磨擦。 流动水膜不仅保护了密封橡胶块，还将磨擦引起的热量带走。
但在密封橡胶块的工作过程中，也可能出现下面几种情况：
（1）由于我厂机组在空载以下运行时顶盖排水压力为负，即顶盖水是向下吸，如果压力水开启后橡胶块首先被水压顶紧，通流孔被转动环封堵，在磨擦面间就不能产生流动水膜。此时如果机组转动，那么在启动初期将出现短时的干性磨擦或临界干性磨擦的情况。机组就会出现焦臭味甚至研磨成橡胶颗粒。
（2）转动环上的不锈抗磨板脱焊开裂上翘，机组在转动时，锋利的板面接口就会削割密封橡皮。
（3）在运行过程中，漏水量的大小与橡胶密封块有关，如果密封橡胶太硬，压力水不足以使密封橡胶块的喇叭口撑开，这样橡胶块与转动环密封面就不能紧密接触，使清洁水和尾水大量进入顶盖导