某水電廠的渦輪流量計(jì)組主軸密封在運(yùn)轉(zhuǎn)中，曾幾次出現(xiàn)了密封漏水過(guò)多、橡膠米粉圈燒焦等問(wèn)題。為此，本文從該水電廠渦輪流量計(jì)存在的問(wèn)題及處理情況入手，對(duì)問(wèn)題出現(xiàn)的原因以及對(duì)應(yīng)的解決措施展開(kāi)探究。

某水電廠裝有 4 臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組的總裝機(jī)容量達(dá)到了 1200MW。之前 4 臺(tái)發(fā)電機(jī)組型號(hào)為HLA286A － LJ － 800。在 2014 年，3# 機(jī)渦輪流量計(jì)更換成為了 HLA773a － LJ － 800 的渦輪流量計(jì)，它的額定出力為307MW，額定流量為 580m3 /s，額定轉(zhuǎn)速為 75r/min，額定水頭為 59.4m。其他數(shù)據(jù)與原來(lái)的型號(hào)大致相同。在更換渦輪流量計(jì)時(shí)，主軸密封與頂蓋內(nèi)圓的聯(lián)接結(jié)構(gòu)與大小出現(xiàn)了一定的變化，但是渦輪流量計(jì)大軸、橡膠圈封圈的大小與結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)輪等沒(méi)有變化。為了在維修時(shí)更加方便，回轉(zhuǎn)環(huán)利用螺栓與密封支架連在一起，并放置于橡膠密封圈之上。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸密封會(huì)有少許水滲出，并從橡膠密封環(huán)與回轉(zhuǎn)環(huán)抗磨塊中流出，利用座環(huán)與頂蓋上的排水孔排出。存在問(wèn)題及處理情況

（1）2015 年 6 月，3 號(hào)機(jī)組在工作時(shí)，產(chǎn)生焦味。通過(guò)檢查后得出結(jié)果是密封水壓太大所引發(fā)的，于是減小主軸密封水管內(nèi)的開(kāi)關(guān)，讓密封水壓降低。操作之后，但是焦味還是沒(méi)有變淡的跡象，并且出現(xiàn)水箱密封水變渾的問(wèn)題，于是相關(guān)人員增大閥門(mén)，焦味減小，但機(jī)組沒(méi)工作多久，就發(fā)現(xiàn)了在密封的地方具有噴射狀漏水的情況。于是立馬和調(diào)度中心取得了聯(lián)系，在征得其同意后，進(jìn)行了停機(jī)處理，方便觀察主軸密封漏水的缺陷。在停機(jī)后，通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)水是從轉(zhuǎn)環(huán)與主軸密封支座中噴出的，噴水口弧長(zhǎng)度在20 ～ 30mm 之間。通過(guò)下閘抽水后，利用低壓氣把橡膠密封圈處頂起。擰開(kāi)轉(zhuǎn)環(huán)與主軸密封支座之間的螺栓，讓轉(zhuǎn)換升高，就可以清楚地看到在看到轉(zhuǎn)環(huán)和密封圈相互連接的區(qū)域有著大小不一的焦化裂紋，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)缺口。它的長(zhǎng)度在 20 至 30mm，深度為 2 至 3mm。把密封圈拿出來(lái)檢查，并沒(méi)有出現(xiàn)另外的問(wèn)題。通過(guò)分析對(duì)橡膠密封圈展開(kāi)更換，回裝前把新的密封圈固定在銷(xiāo)孔的較高處，封圈內(nèi)的“V”型水槽較高處弄出一個(gè)寬 20mm，深 15mm 溝槽，它的水孔數(shù)量和原來(lái)的密封圈上的要保持相同�；匮b完畢后，進(jìn)行充水測(cè)驗(yàn)，讓水壓位于 0.03 ～ 0.05MPa 后，轉(zhuǎn)環(huán)和密封圈的接觸情況良好，漏水處于正常情況。投入使用后，能夠正常工作，搶修工作完畢。

（2）2017 年 8 月時(shí)，在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn) 2 號(hào)機(jī)組的主軸密封漏水提升，頂蓋水位持續(xù)上漲（此時(shí)水頭 54.65，P=270MW）。通過(guò)水泵排水、改變主軸密封水壓后，依然無(wú)法減少主軸密封的漏水量。在增多水泵抽水時(shí)，把 2號(hào) 機(jī) 組 的 負(fù) 荷 改 變 為 270MW － 200MW － 150MW －90MW － 30MW， 之 后 再 升 為 250MW， 通 過(guò) 觀 察， 能夠發(fā)現(xiàn)排水量幾乎與漏水量相同。按照主軸密封的漏水狀況，能夠申請(qǐng)停機(jī)處理漏水較大的問(wèn)題。通過(guò)下閘抽水后，能夠發(fā)現(xiàn)噴水口弧長(zhǎng)為 50 ～ 60cm，轉(zhuǎn)環(huán)與密封支座中的圓形橡膠被水沖出，能夠看到轉(zhuǎn)環(huán)與主軸密封支座的 36 顆M16×35 螺栓（A3），其中有 13 顆已經(jīng)被剪斷。把轉(zhuǎn)環(huán)與主軸密封支座上的螺栓擰開(kāi)后，吊起轉(zhuǎn)環(huán)，取出斷留在螺孔中的剩余螺栓。通過(guò)低壓頂起橡膠密封圈，此時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)在 +X 方向橡膠密封圈固定銷(xiāo)處的橡膠密封圈被卡死，取出后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有其他問(wèn)題，對(duì)定位銷(xiāo)處展開(kāi)修磨，回裝橡膠密封圈，并更換強(qiáng)度更高的螺栓。維修完成后，投入正常使用。原因分析主軸密封漏水過(guò)多的原因

2.1.1+X 方向的橡膠密封圈被卡死。橡膠密封圈銷(xiāo)孔作

為橡膠與金屬相連，由于轉(zhuǎn)環(huán)的不斷運(yùn)動(dòng)，在外力的作用下橡膠密封圈銷(xiāo)孔逐漸出現(xiàn)了變形，使得橡膠密封圈無(wú)法進(jìn)行上下的靈活運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致卡死。

2.1.2 轉(zhuǎn)環(huán)與主軸密封圈相連的螺栓被剪斷

（1）在緊固螺栓的過(guò)程中，預(yù)緊力矩太大，其預(yù)緊力矩為 149N·m，但是作業(yè)人員使用的是電力扳手，其力矩為 300 至 600N·m。預(yù)緊力太大，十分容易讓螺栓被拉斷；

（2）之前使用的 A3 螺栓強(qiáng)度上無(wú)法滿(mǎn)足要求，它的機(jī)械性能等級(jí)只有 4.8 級(jí)，屈服強(qiáng)度為 320N/mm 2 ，抗拉強(qiáng)度有400N/mm?；（3）機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)中交變應(yīng)力導(dǎo)致螺栓被剪斷；

（4）轉(zhuǎn)環(huán)與主軸密封圈的 Φ4mm 盤(pán)根脫離應(yīng)有位置，從而使得螺栓承受了全部外力，造成了連接面摩擦力減少，從而使得轉(zhuǎn)環(huán)變得松弛，使得螺栓被剪斷。橡膠密封圈有缺口被燒焦的原因

（1）機(jī)組振動(dòng)，主軸密封含沙量大與水壓過(guò)高，從而使得橡膠密封圈出現(xiàn)了缺口。

（2）操作不正確。如果聞到橡膠密封圈出現(xiàn)焦味時(shí)，錯(cuò)誤的認(rèn)為是主軸密封水壓太大而造成的，從而為了降低水壓而使得閥門(mén)的開(kāi)口更小，使得橡膠密封圈的燒焦情況更為嚴(yán)重。

（3）尾水水位太高。當(dāng)橡膠密封圈出現(xiàn)異味時(shí)，尾水水位處于 168 至 172m，與其相連的轉(zhuǎn)輪室水壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于密封區(qū)域的水壓，在密封及其支座間隙中間的水流沖擊下，通過(guò)機(jī)組與尾水水壓的作用，把橡膠密封圈沖向外部，并達(dá)到密封蓋水槽中，和主軸密封水融合在一起，使得密封蓋水槽中的壓力不斷增加，加強(qiáng)了轉(zhuǎn)環(huán)和橡膠密封圈中的摩擦力，使得橡膠密封圈被燒焦。出現(xiàn)密封蓋水槽中水壓過(guò)高的因素與密封水自身的壓力沒(méi)有關(guān)系，而與尾水水位太高相關(guān)。尾水中的水壓超過(guò)了密封水壓，于是產(chǎn)生了“反壓”的情況。在提升了閥門(mén)打開(kāi)程度后，超過(guò)密封水壓的尾水又倒流到169m 層水箱中，從而降低了密封蓋水槽中的壓力，這也可以從密封水邊渾濁證實(shí)。對(duì)應(yīng)的解決措施

把原有的兩個(gè)限位桿添加到現(xiàn)在的 4 根限位桿，使得密封圈擁有更好的定位效果，使得其不會(huì)由于轉(zhuǎn)環(huán)抗磨塊的作用而卡住，讓密封圈無(wú)法正常浮起。并且可以在密封限位桿孔中使用 AB 膠把橡膠板與該孔一起封堵上，讓橡膠密封環(huán)和橡膠板頂部的潤(rùn)滑水槽相契合，水槽需要限制在 15 至20mm 深之間。除此之外，還能夠在橡膠密封圈之前的限位孔中添加上銅套，讓銅套和密封座上的限位桿能夠連接在一起，而不和橡膠連接，從而增強(qiáng)了密封橡膠圈的靈活性。在端面密封蓋上具有 180°的差距，在直徑的地方開(kāi)兩個(gè)孔，同時(shí)與密封環(huán)下面連在一起。通過(guò) G1 水管與 162m高程的水箱緊緊相連，在密封圈與水箱連接處添加上一個(gè)閘閥。水箱的底部安裝高程需要達(dá)到 162m，大小需要達(dá)到500mm×200mm×800mm。水箱底部需要與 G1 排水管相連，利用腳踏板把水排在座環(huán)中。水管中的閥門(mén)在水量過(guò)大時(shí)，或尾水大于 166m 時(shí)開(kāi)啟，從而降低尾水的“反壓”情況。使用屈服強(qiáng)度達(dá)到了 640N/mm 2 ，抗拉強(qiáng)度為 800N/mm 2 ，機(jī)械性能達(dá)到8.8級(jí)的M16×35螺栓。在緊固螺栓時(shí)，預(yù)緊力矩需要達(dá)到 149N·m，并除去轉(zhuǎn)環(huán)和主軸密封支座的 Φ4mm 盤(pán)根，并在轉(zhuǎn)環(huán)和主軸密封中添加密封膠。

結(jié)語(yǔ)

機(jī)組主軸密封在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，大多都是因?yàn)槲菜惶咚纬傻?ldquo;反壓”效果，螺栓緊固預(yù)緊力、螺栓質(zhì)量較差、橡膠密封圈卡澀等多種原因造成的。在對(duì)主軸密封展開(kāi)技術(shù)改造及消缺時(shí)，需要充分研究、了解當(dāng)前設(shè)備的結(jié)構(gòu)與運(yùn)作機(jī)制，并積極探究問(wèn)題出現(xiàn)的原因，從而針對(duì)性地提出解決的方法。除此之外， 在水電廠的運(yùn)作過(guò)程中，需要制定好事故的緊急處理方案，分析設(shè)備可能出現(xiàn)哪些問(wèn)題，如何高效地解決這些問(wèn)題，并做到了然于心，如此才可以確保機(jī)組高效、穩(wěn)定、安全地運(yùn)轉(zhuǎn)。