水輪機進水球閥移動密封維護工藝研究

昝竹青，李 鑫

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

水輪機進水球閥是抽水蓄能機組必備的核心部件，由于工況復雜、機組啟停頻繁，球閥的密封直接關系到機組的運行效率和安全[1]。國內(nèi)某大型抽水蓄能電站發(fā)生工作密封故障報警，移動密封環(huán)投入及退出困難，嚴重影響機組運行[2]。經(jīng)過分析需更換移動密封環(huán)，本文將從更換移動密封環(huán)的工藝方法、工藝關鍵點、檢測方法、壓力試驗等方面進行研究。

1 球閥密封結構簡介

球閥密封分為上游檢修密封和下游工作密封[3]，如圖1所示兩側(cè)結構基本相同。檢修密封一般在機組檢修時投入使用，保證檢修安全，保證地下廠房安全；工作密封在機組運行時投入使用，可以減少水力損失，提高機組運行效率[4]。

圖1 球閥密封結構示意圖

2 移動密封環(huán)更換的工藝方法及關鍵點

由于移動密封環(huán)投入及退出困難，故其拆卸工藝方法將是難點所在。根據(jù)難點所在制定工藝方案，準備需要使用的工具。

2.1 工藝方案實施

(1) 首先檢修密封投入，檢修密封機械鎖定投入。

(2) 對蝸殼、球閥進行排水作業(yè)。

(3) 滿足開工條件后，依次拆除伸縮節(jié)、密封座等部件。

(4) 拆除移動密封環(huán)。

方案一是使用移動密封環(huán)上四個起吊孔，配合四個5 t手拉葫蘆同步將移動密封環(huán)緩慢取出。

方案二是使用移動密封環(huán)上四個起吊孔，配合螺桿、壓板和千斤頂將移動密封環(huán)緩慢取出。

經(jīng)過實際驗證如圖2所示，使用手拉葫蘆方案未能將移動密封環(huán)取出。如圖3所示，使用千斤頂方案成功將移動密封環(huán)取出。

圖2 手拉葫蘆方案

圖3 千斤頂方案

(5) 檢查密封座、下游密封環(huán)及各鋪焊部位是否有研傷、劃痕、銹蝕等，全面進行清理，對銹蝕部位進行打磨拋光，對劃痕研傷部位進行補焊打磨，表面探傷合格后方可進行下道工序。

(6) 更換新移動密封環(huán)、密封圈，回裝各部件。

(7) 進行移動密封環(huán)壓力試驗、動作實驗。

2.2 工藝關鍵點

(1) 檢修密封機械鎖定投入時需按照圖紙要求的力矩值操作，保證機械鎖定的安全性。

(2) 各部件拆卸前應做好相應標記，方便回裝。

(3) 裝拆過程中，應使用膠皮、木方防護，避免研磨傷、磕碰傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。

(4) 每次裝拆都有研傷密封的風險，故裝拆之前需對容易產(chǎn)生劃痕的部位，特別是引導段，倒角等部位應沿水流方向打磨光順，如圖4所示。因銹蝕產(chǎn)生的較大凹坑打磨不夠光順，會導致密封研傷。

(5) 伸縮段與伸縮節(jié)之間間隙應調(diào)整均勻，否則容易漏水。

圖4 密封研傷照片

2.3 原因分析

經(jīng)分析，導致移動密封環(huán)投退困難的原因主要有兩條：

(1) 移動密封環(huán)與球閥閥體之間存在一個大約φ5 mm的研點，導致投退困難。

(2) 由于工地現(xiàn)場無大型數(shù)控立車、鏜床等設備，使用激光跟蹤儀對移動密封環(huán)、密封座幾何尺寸進行測量，發(fā)現(xiàn)移動密封環(huán)變形較大，導致投退及裝拆困難。

(3) 如圖5、圖6所示，移動密封環(huán)上的密封失效，已經(jīng)基本無彈性，需更換。

圖5 移動密封環(huán)測量數(shù)據(jù)

圖6 移動密封環(huán)上的密封失效

3 結語

經(jīng)過對國內(nèi)某大型抽水蓄能電站進水球閥移動密封問題進行處理，對更換移動密封環(huán)的工藝方法、工藝關鍵點、檢測方法、壓力試驗等方面進行研究。目前該機組球閥已經(jīng)平穩(wěn)運行兩年時間，表明此工藝方法處理是正確的，為后續(xù)其他機組出現(xiàn)同類問題提供了寶貴的經(jīng)驗。