本文以鶴慶電站1號(hào)水輪機(jī)主軸密封改造為例，闡述幾種水輪機(jī)主軸密封在富沙水電站的應(yīng)用設(shè)計(jì)思路和實(shí)施方法。實(shí)際運(yùn)行情況表明，主軸密封工作可靠，能夠滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要。

關(guān)鍵詞：鶴慶電廠；海豹；穿；泄漏

鶴慶水電站位于儋州市鶴慶市東干航道上。是松濤管理局管轄的第二大水電站，建于1975年。水輪機(jī)型號(hào)為ZD510-LH-180，設(shè)計(jì)水頭11.10m，額定流量14.2m3/s，額定轉(zhuǎn)速250r/min，飛走轉(zhuǎn)速527r/min，額定輸出1360kW。發(fā)電機(jī)型號(hào)為T(mén)S260/40-24，額定功率為1562.5kVA，機(jī)組型式為三引線懸掛結(jié)構(gòu)。該電站裝機(jī)容量31250kW，多年平均發(fā)電量13GWh。 30多年來(lái)經(jīng)營(yíng)狀況相對(duì)穩(wěn)定。然而，每當(dāng)汛期來(lái)臨，從山上沖下來(lái)的泡沫、塑料袋、腐爛的樹(shù)枝、樹(shù)葉等大量城市生活垃圾就會(huì)漂浮在河道水面上。渠道來(lái)水變得渾濁，含沙量遠(yuǎn)大于0.41kg/m3，引水系統(tǒng)下沉。砂池的設(shè)計(jì)太小，無(wú)法讓沉淀物在沉砂池內(nèi)很好地沉降。結(jié)果，水輪機(jī)主軸密封件在短時(shí)間內(nèi)因嚴(yán)重磨損而發(fā)生泄漏，機(jī)器被迫停機(jī)檢修。為此，鶴慶電廠于2008年初組織技術(shù)力量對(duì)1號(hào)汽輪機(jī)主軸密封進(jìn)行了改進(jìn)。

1、舊密封件的結(jié)構(gòu)形式

鶴慶電站前期采用碳精密密封。碳封與梳齒之間通有加壓清水，但并不能完全阻止通道內(nèi)的混合水進(jìn)入碳封。由于磨損嚴(yán)重，造成多起注水式導(dǎo)水軸承停機(jī)事故。因此，必須拆除碳精密密封件并更換為尼龍端部密封件。

采用尼龍端面密封后，由于彈簧壓力不均，腐蝕斷裂，以及托盤(pán)與密封框之間橡膠填料的阻力，加上泥沙堵塞和元件腐蝕，當(dāng)機(jī)組載荷變化，旋轉(zhuǎn)時(shí)，部分上下移動(dòng)，由于密封框不能自由上下移動(dòng)，導(dǎo)致大量漏水。

盡管采取了一些改進(jìn)措施，但卡阻、磨損問(wèn)題并未從根本上解決，大面積漏水的可能性仍然存在。因此，必須拆除尼龍端部密封件并更換橡膠平面密封件。

但橡膠平板的厚度有限，使用壽命短，且容易撕裂，造成大量漏水。

經(jīng)過(guò)方案論證和比較，認(rèn)為只有采用新的密封結(jié)構(gòu)形式，才能徹底解決汽輪機(jī)主軸因密封磨損而漏水的問(wèn)題。

2、新型密封件的結(jié)構(gòu)形式

U型橡膠端面密封是一種新型改進(jìn)結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該密封件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。

端面U型橡膠密封塊3高100mm，寬52mm，置于高100mm的不銹鋼密封槽2內(nèi)。將0.1~0.15MPa壓力清水倒入密封膠塊底部，將密封膠塊提起，與轉(zhuǎn)體4接觸形成摩擦面，防止泄漏。這種密封裝置利用水壓代替彈簧來(lái)調(diào)節(jié)密封間隙。由于橡膠密封塊有彈性，密封性能好，可以防止不銹鋼水箱內(nèi)漏水，并且可以靈活地上下移動(dòng)，使橡膠密封塊在任何工況下在旋轉(zhuǎn)體的作用下都能與旋轉(zhuǎn)體貼合。水壓力。達(dá)到良好的堵漏效果。

橡膠密封塊高100mm，允許磨損量可達(dá)70mm左右，從而大大延長(zhǎng)了密封塊的使用壽命。

橡膠密封件本身具有良好的耐磨性，易于安裝、維修和更換。

U型橡膠密封件使用的清水可直接連續(xù)地進(jìn)入中腔，保證潤(rùn)滑。

U型橡膠密封圈的直徑應(yīng)盡可能小，以減少泄漏端面，降低磨損率。

1號(hào)汽輪機(jī)主軸密封采用U型橡膠端面密封后，未出現(xiàn)導(dǎo)軸承水淹停機(jī)事故。

三、結(jié)論

運(yùn)行實(shí)踐證明，U型橡膠端面密封在負(fù)荷變化時(shí)磨損較小，漏水量不大。因此認(rèn)為U型橡膠端密封更適合作為富泥沙水輪機(jī)的主軸密封。