碗米坡水电厂机组主轴密封结构优化改造 optimization revamping of main shaft seal structure on hydroelectric generator in wanmipo hydropower station.pdfVIP

湖南电力 POWER 第30卷第6期 HUNANELECTRIC 2010年12月 doi：10．3969／j．issn．1008-0198．2010．06．017 碗米坡水电厂机组主轴密封结构优化改造 孙波 (湖南五凌电力有限公司碗米坡水电厂，湖南保靖416500) 摘要：水轮机主轴密封装置运行可靠性是困扰目前国内水电厂设备管理的一个难题。 2005年以前碗米坡电厂主轴密封装置运行中非正常磨损较为严重，影响机组稳定运行。 为改善主轴密封运行状态，专业人员对主轴密封装置结构进行分析研究和改进优化，经 过实际运行证实效果较好，避免了机组因设备损坏而造成的不安全事件发生，提高了电 厂的发电设备等效可用系数，为实现较好的发电效益提供了保证。 关键词：主轴密封；磨损；优化；原理分析 中图分类号：TM312；TV734．2文献标识码：B 文章编号：1008-0198(2010)06-0056-03 1 概述 MW的混 碗米坡水电厂装有3台单机容量80 流式水轮发电机组。水轮机型号为PO(50)一LJ一 525，主轴密封采用主、辅密封配合结构，主密封 为“H”型橡胶密封，顶部辅助密封为平板密封。 “H”型密封为耐油耐磨橡胶，固定在凹槽结构内 组成环形密封圈，利用清洁压力水在密封上、下腔 形成水压差，使密封圈与连接在主轴上的不锈钢抗 磨环形成密封状态，起到止水密封作用。主轴密封 结构如图1所示。检修密封材料为实心橡胶，工作 时需通压力为0．6—0．7MPa的压缩空气。 2主轴密封装置运行情况 图l碗米坡主轴密封装配(局部) “H”型橡胶端面密封装置的特点是：橡胶密 封静止，抗磨环随机组大轴转动。自2004年2月组共更换了9个端面密封，尤其严重的是2008年 投产以来，电厂间隔性地出现多次主轴密封磨损的 3月23日2号机组发生了因主轴密封磨损导致的 现象，并且多出现于汛期机组满负荷运行期间，尤 非停事件。 其在机组大负荷变化及汛期尾水位变化时出现磨损 ． ．．．．． ．．。 的现象。由于压力波动导致端面密封橡胶环与抗磨 3 端面密封磨损原因分析 环接触程度发生改变，不停旋转的抗磨环摩擦产生 端面密封磨损的根本原因是设计中只重视 的热量不能通过冷却水及时带走，密封装置有时甚 “密封”，认为密封越严，止水效果就越好，但忽 至因为接触摩擦散发出烧焦的橡胶臭味。解体检查 视了密封得太严会导致2个摩擦面之间无法形成冷 发现密封基本损坏，截至2008年10月止，3号机 却润滑条件的情况。因密封在运行过程中与下方的 收穑日期：2010-08-05 万方数据 第30卷第6期 孙波：碗米坡水电厂机组主轴密封结构优化改造 2010年12月 不锈钢抗磨环形成紧密接触状态，接合面之间没有 形成均匀的水膜，从而造成端面密封因磨擦过热而 烧损。 经分析，主轴密封在设计上存在如下不合理的 地方：(1)主轴密封排水孔偏少，排水不畅导致 主轴密封与抗磨板之间不能充分润滑。主轴密封的 上部是技术供水水压，下部与转轮室相连，内部为 转轮室压力，一般情况下技术供水压力为0．15一 O．3MPa，上部压力大于下部压力使密封与抗磨环结 合压紧；水压平稳时2个部件间间隙保持均匀，水 流相对顺畅，水压波动时，主轴密封与抗磨板间间 隙随压差变化，当间隙过小时，排水受阻，容易造 成主轴密封磨损加剧，不利于端面密封的长期运 行。(2)主轴密封抗磨环组合缝有2mill左右