水電廠水輪機(jī)導(dǎo)葉端面密封改造

李 璞

(天生橋一級(jí)水電開發(fā)有限責(zé)任公司水力發(fā)電廠，貴州 興義 562400)

天生橋一級(jí)電廠為引水式電廠，裝機(jī)容量為4×300 MW，設(shè)計(jì)水頭111.00 m。水輪機(jī)型式為混流式，型號(hào)為HL630-LJ-577.5。發(fā)電機(jī)為半傘式，型號(hào)為SF300-44/12440，額定轉(zhuǎn)速為136.4 r/min，額定電壓為18 kV，額定電流為10 997 A，額定功率因數(shù)為0.875(滯后)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式為可控硅自并激，額定勵(lì)磁電壓為373 V，額定勵(lì)磁電流為1 963.6 A，電氣主接線采用發(fā)電機(jī)—變壓器—線路單元接線方式，經(jīng)4回220 kV出線送至馬窩換流站。

機(jī)組自1998年12月投入運(yùn)行以來(lái)，由于設(shè)計(jì)制造原因，一直存在導(dǎo)葉端面密封損壞，刮、磨傷頂蓋及底環(huán)抗磨板等問(wèn)題，導(dǎo)致導(dǎo)葉漏水大，機(jī)組停機(jī)困難，影響機(jī)組正常開停機(jī)。

為此，天生橋一級(jí)電廠利用2007年底3號(hào)機(jī)組大修機(jī)會(huì)對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)葉端面密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造。機(jī)組運(yùn)行1年后，利用小修期間對(duì)3號(hào)機(jī)組水輪機(jī)技改效果進(jìn)行檢查，結(jié)果顯示其密封堅(jiān)固耐磨，并且能夠有效防止頂蓋、底環(huán)抗磨板和導(dǎo)葉端面的的磨傷、損傷，改造取得圓滿成功。之后，相繼對(duì)其余的1，2，4號(hào)機(jī)組水輪機(jī)導(dǎo)葉端面密封進(jìn)行了改造。

1 導(dǎo)葉端面密封損壞原因分析

電廠水輪機(jī)導(dǎo)葉端面使用聚四氟乙烯塑料密封，在導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)利用塑料的壓縮彈性達(dá)到密封的目的。由于在導(dǎo)葉開關(guān)時(shí)，導(dǎo)葉端面會(huì)刮傷密封，刮傷的密封卡在導(dǎo)葉端面間隙內(nèi)，在導(dǎo)葉開關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)一步刮傷導(dǎo)葉上下端面、頂蓋以及底環(huán)的抗磨板，并且在刮傷的同時(shí)還會(huì)扯帶起密封壓板，進(jìn)一步導(dǎo)致密封壓板翹起，壓板螺栓脫落等損壞，最終導(dǎo)致導(dǎo)葉漏水大，影響機(jī)組正常開停機(jī)，具體損壞情況如圖1所示。

2 導(dǎo)葉端面密封損壞產(chǎn)生的后果

導(dǎo)葉端面密封損壞，導(dǎo)致端面間隙增大；有的導(dǎo)葉端面密封幾乎全部損壞，起不到密封效果，最終導(dǎo)致導(dǎo)葉漏水量大，機(jī)組停機(jī)困難，影響機(jī)組正常開停機(jī)。

3 改造方案

為了消除導(dǎo)葉端面密封損壞缺陷，決定將導(dǎo)葉端面密封改為下部帶彈性墊的金屬密封，該種密封的結(jié)構(gòu)如圖2所示。該導(dǎo)葉端面密封包括黃銅帶密封、中硬橡膠彈性塊、內(nèi)外圈不銹鋼壓板及把合用不銹鋼螺栓。中硬橡膠彈性塊設(shè)置在黃銅帶密封下部，使黃銅帶密封具有一定的彈性。密封規(guī)格的設(shè)計(jì)按照原頂蓋和底環(huán)上已有的密封槽進(jìn)行，不改動(dòng)原頂蓋和底環(huán)的抗磨板。在工地把合內(nèi)外圈壓板時(shí)，螺紋部分涂螺紋鎖固膠來(lái)防止螺栓松動(dòng)脫落，并且在把合后螺栓處的沉孔用環(huán)氧樹脂填平。

3.1 改造方案的實(shí)施

(1) 聯(lián)系設(shè)計(jì)制造廠按原設(shè)計(jì)導(dǎo)葉上下端面密封布置圖尺寸進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是底環(huán)、頂蓋上導(dǎo)葉端面密封槽的深度和導(dǎo)葉上下端面設(shè)計(jì)間隙，以確定需更換的金屬密封應(yīng)高出底環(huán)、頂蓋抗磨板的高度，并根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)備粗加工。

(2) 待機(jī)組停機(jī)大修時(shí)，將頂蓋、底環(huán)密封槽實(shí)測(cè)尺寸、把合密封壓板實(shí)測(cè)尺寸交給制造單位，再進(jìn)行設(shè)備的精加工，精加工完成后將設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)待裝。

(3) 密封壓板把合螺栓仍選用M10螺栓，為考慮安裝裕量，將密封壓板孔徑增大為12 mm。

(4) 將頂蓋吊至檢修安裝場(chǎng)并翻身，拆出舊密封，打磨修復(fù)磨損的頂蓋抗磨板，更換為金屬密封。

(5) 在機(jī)坑打磨修復(fù)磨損的底環(huán)抗磨板，更換新的金屬密封，密封后效果如圖3所示。

3.2 改造效果

改造后的導(dǎo)葉端面密封經(jīng)過(guò)1年運(yùn)行后，在機(jī)組小修時(shí)進(jìn)行檢查，密封堅(jiān)固耐磨，能有效防止頂蓋、底環(huán)抗磨板和導(dǎo)葉端面的的磨傷、損傷，并且能保證導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，有效防止漏水。