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涡轮流量计主轴密封运行缺陷与解决方法

上海11选5FABUSHIJIAN:2019-11-02  FABUZUOZHE:

某水电厂的涡轮流量计组主轴密封在运转中,曾几次出现了密封漏水过多、橡胶米粉圈烧焦等问题。为此,本文从该水电厂涡轮流量计存在的问题及处理情况入手,对问题出现的原因以及对应的解决措施展开探究。
某水电厂装有 4 台混流式水轮发电机组,机组的总装机容量达到了 1200MW。之前 4 台发电机组型号为HLA286A - LJ - 800。在 2014 年,3# 机涡轮流量计更换成为了 HLA773a - LJ - 800 的涡轮流量计,它的额定出力为307MW,额定流量为 580m3 /s,额定转速为 75r/min,额定水头为 59.4m。其他数据与原来的型号大致相同。在更换涡轮流量计时,主轴密封与顶盖内圆的联接结构与大小出现了一定的变化,但是涡轮流量计大轴、橡胶圈封圈的大小与结构、回转轮等没有变化。为了在维修时更加方便,回转环利用螺栓与密封支架连在一起,并放置于橡胶密封圈之上。在正常运转时,主轴密封会有少许水渗出,并从橡胶密封环与回转环抗磨块中流出,利用座环与顶盖上的排水孔排出。存在问题及处理情况
(1)2015 年 6 月,3 号机组在工作时,产生焦味。通过检查后得出结果是密封水压太大所引发的,于是减小主轴密封水管内的开关,让密封水压降低。操作之后,但是焦味还是没有变淡的迹象,并且出现水箱密封水变浑的问题,于是相关人员增大阀门,焦味减小,但机组没工作多久,就发现了在密封的地方具有喷射状漏水的情况。于是立马和调度中心取得了联系,在征得其同意后,进行了停机处理,方便观察主轴密封漏水的缺陷。在停机后,通过检查发现水是从转环与主轴密封支座中喷出的,喷水口弧长度在20 ~ 30mm 之间。通过下闸抽水后,利用低压气把橡胶密封圈处顶起。拧开转环与主轴密封支座之间的螺栓,让转换升高,就可以清楚地看到在看到转环和密封圈相互连接的区域有着大小不一的焦化裂纹,并发现了一个缺口。它的长度在 20 至 30mm,深度为 2 至 3mm。把密封圈拿出来检查,并没有出现另外的问题。通过分析对橡胶密封圈展开更换,回装前把新的密封圈固定在销孔的较高处,封圈内的“V”型水槽较高处弄出一个宽 20mm,深 15mm 沟槽,它的水孔数量和原来的密封圈上的要保持相同。回装完毕后,进行充水测验,让水压位于 0.03 ~ 0.05MPa 后,转环和密封圈的接触情况良好,漏水处于正常情况。投入使用后,能够正常工作,抢修工作完毕。
(2)2017 年 8 月时,在检查过程中发现 2 号机组的主轴密封漏水提升,顶盖水位持续上涨(此时水头 54.65,P=270MW)。通过水泵排水、改变主轴密封水压后,依然无法减少主轴密封的漏水量。在增多水泵抽水时,把 2号 机 组 的 负 荷 改 变 为 270MW - 200MW - 150MW -90MW - 30MW, 之 后 再 升 为 250MW, 通 过 观 察, 能够发现排水量几乎与漏水量相同。按照主轴密封的漏水状况,能够申请停机处理漏水较大的问题。通过下闸抽水后,能够发现喷水口弧长为 50 ~ 60cm,转环与密封支座中的圆形橡胶被水冲出,能够看到转环与主轴密封支座的 36 颗M16×35 螺栓(A3),其中有 13 颗已经被剪断。把转环与主轴密封支座上的螺栓拧开后,吊起转环,取出断留在螺孔中的剩余螺栓。通过低压顶起橡胶密封圈,此时,能够发现在 +X 方向橡胶密封圈固定销处的橡胶密封圈被卡死,取出后发现没有其他问题,对定位销处展开修磨,回装橡胶密封圈,并更换强度更高的螺栓。维修完成后,投入正常使用。原因分析主轴密封漏水过多的原因
2.1.1+X 方向的橡胶密封圈被卡死。橡胶密封圈销孔作
为橡胶与金属相连,由于转环的不断运动,在外力的作用下橡胶密封圈销孔逐渐出现了变形,使得橡胶密封圈无法进行上下的灵活运动而导致卡死。
2.1.2 转环与主轴密封圈相连的螺栓被剪断
(1)在紧固螺栓的过程中,预紧力矩太大,其预紧力矩为 149N·m,但是作业人员使用的是电力扳手,其力矩为 300 至 600N·m。预紧力太大,十分容易让螺栓被拉断;
(2)之前使用的 A3 螺栓强度上无法满足要求,它的机械性能等级只有 4.8 级,屈服强度为 320N/mm 2 ,抗拉强度有400N/mm?;(3)机组在运转中交变应力导致螺栓被剪断;
(4)转环与主轴密封圈的 Φ4mm 盘根脱离应有位置,从而使得螺栓承受了全部外力,造成了连接面摩擦力减少,从而使得转环变得松弛,使得螺栓被剪断。橡胶密封圈有缺口被烧焦的原因
(1)机组振动,主轴密封含沙量大与水压过高,从而使得橡胶密封圈出现了缺口。
(2)操作不正确。如果闻到橡胶密封圈出现焦味时,错误的认为是主轴密封水压太大而造成的,从而为了降低水压而使得阀门的开口更小,使得橡胶密封圈的烧焦情况更为严重。
(3)尾水水位太高。当橡胶密封圈出现异味时,尾水水位处于 168 至 172m,与其相连的转轮室水压远远大于密封区域的水压,在密封及其支座间隙中间的水流冲击下,通过机组与尾水水压的作用,把橡胶密封圈冲向外部,并达到密封盖水槽中,和主轴密封水融合在一起,使得密封盖水槽中的压力不断增加,加强了转环和橡胶密封圈中的摩擦力,使得橡胶密封圈被烧焦。出现密封盖水槽中水压过高的因素与密封水自身的压力没有关系,而与尾水水位太高相关。尾水中的水压超过了密封水压,于是产生了“反压”的情况。在提升了阀门打开程度后,超过密封水压的尾水又倒流到169m 层水箱中,从而降低了密封盖水槽中的压力,这也可以从密封水边浑浊证实。对应的解决措施
把原有的两个限位杆添加到现在的 4 根限位杆,使得密封圈拥有更好的定位效果,使得其不会由于转环抗磨块的作用而卡住,让密封圈无法正常浮起。并且可以在密封限位杆孔中使用 AB 胶把橡胶板与该孔一起封堵上,让橡胶密封环和橡胶板顶部的润滑水槽相契合,水槽需要限制在 15 至20mm 深之间。除此之外,还能够在橡胶密封圈之前的限位孔中添加上铜套,让铜套和密封座上的限位杆能够连接在一起,而不和橡胶连接,从而增强了密封橡胶圈的灵活性。在端面密封盖上具有 180°的差距,在直径的地方开两个孔,同时与密封环下面连在一起。通过 G1 水管与 162m高程的水箱紧紧相连,在密封圈与水箱连接处添加上一个闸阀。水箱的底部安装高程需要达到 162m,大小需要达到500mm×200mm×800mm。水箱底部需要与 G1 排水管相连,利用脚踏板把水排在座环中。水管中的阀门在水量过大时,或尾水大于 166m 时开启,从而降低尾水的“反压”情况。使用屈服强度达到了 640N/mm 2 ,抗拉强度为 800N/mm 2 ,机械性能达到8.8级的M16×35螺栓。在紧固螺栓时,预紧力矩需要达到 149N·m,并除去转环和主轴密封支座的 Φ4mm 盘根,并在转环和主轴密封中添加密封胶。
结语
机组主轴密封在运转中出现的问题,大多都是因为尾水水位太高所形成的“反压”效果,螺栓紧固预紧力、螺栓质量较差、橡胶密封圈卡涩等多种原因造成的。在对主轴密封展开技术改造及消缺时,需要充分研究、了解当前设备的结构与运作机制,并积极探究问题出现的原因,从而针对性地提出解决的方法。除此之外, 在水电厂的运作过程中,需要制定好事故的紧急处理方案,分析设备可能出现哪些问题,如何高效地解决这些问题,并做到了然于心,如此才可以确保机组高效、稳定、安全地运转。

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