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水輪機主軸密封的幾點改進

2011-10-19

作者：金毅　（吉林省敦化市珍珠門電站）
　　吉林省敦化市珍珠門水電站總裝機容量為3200kW，發(fā)電機單機容量800kW。共4臺水輪機，其中兩臺是福建南平市發(fā)電設(shè)備廠產(chǎn)的ZD661—LH—120型。另兩臺是湖南邵陽產(chǎn)ZD560—LH—120型。
　　發(fā)電廠房是延邊水利水電勘測設(shè)計院根據(jù)南平機組設(shè)計的土建部分。
　　由于70年代末80年代初小水電的行政隸屬關(guān)系變動。本來只能安裝四臺機組的廠房。卻在兩個廠家訂8臺機組。Z后經(jīng)協(xié)商每個廠家備買兩臺，退回兩臺。這就出現(xiàn)了在同一個廠房內(nèi)安裝兩種不同機型的水輪機。給前期安裝和后期管理帶來諸多不便。
　　邵陽產(chǎn)ZD560型水輪機設(shè)計安裝高程比南平產(chǎn)ZD661型水輪機設(shè)計安裝高程高0.72m。為適應(yīng)土建部分要求。同ZD661型水輪機保持同一安裝高程，所以只能把ZD560型水輪機的安裝高程降低0.72m。其它相應(yīng)的部份，發(fā)電機主軸，調(diào)速器軸等也做了相應(yīng)的改動。
　　因為ZD560型水輪機原設(shè)計安裝高程高。主軸密封，只采用了一層平板密封。當(dāng)安裝高程降低以后，改變了運行參數(shù)。在正常尾水位時，負荷帶到500kW時，就出現(xiàn)水導(dǎo)嚴(yán)重上水現(xiàn)象。采用兩臺射流泵外加1臺1寸潛水泵排水才能勉強帶到560～580kW。遠達不到800kW的滿出力。
　　在1991年7月30日的那次大洪水時，水輪機層上水達到1.1m。嚴(yán)重威脅發(fā)電運行設(shè)備的安全。
　　1991年末大修時我們對ZD560型水輪機的密封進行了改進：
　　(1)在泄水錐的頂端固定鏍栓處增加了一個逆止橡膠平板密封。
　　(2)在轉(zhuǎn)輪體上部。增焊4個壓水葉片。使密宮環(huán)的轉(zhuǎn)輪體在葉片的作用下，形成一個既向下又向外的離心力。在主軸平板密封以下產(chǎn)生一個負壓力區(qū)。當(dāng)轉(zhuǎn)輪上出現(xiàn)正壓力值時。當(dāng)?shù)竭_負壓區(qū)時就被負壓值抵消。
　　(3)改制了原動平板。并動平板下增加4個向下壓水葉片。
　　(4)在橡膠平板止的下面增加一個靜平板托架，以保證其相動穩(wěn)定性。
　　(5)動靜平板的安裝配合間隙縮小為30～50μm(3～5道)。
　　(6)增加動靜平板潤滑水的供水保證率和供水質(zhì)量。防止因配合間隙小產(chǎn)生摩擦出現(xiàn)高溫?zé)龤桨澹蚰嗌衬p造成間隙大。
　　保證動靜平板始終在水潤滑條件下運行。同時也能保證由于壓水葉片作用產(chǎn)生真空的補水。避免產(chǎn)生氣蝕。
　　運行中的注意事項：
　　(1)潤滑水必須保持水質(zhì)清潔無泥砂，可增設(shè)自制濾水器。水輪機層地面保證無泥砂掉到水導(dǎo)下的平板密封內(nèi)，以防止磨損。
　　(2)抽水射流泵與動平板高度保持3～5cm的距離。并保證不得出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，防止淹水導(dǎo)。
　　(3)水導(dǎo)可裝設(shè)水位信號浮子繼電器，以便運行人員監(jiān)視水導(dǎo)上水情況。
　　經(jīng)過幾年來的運行實踐證明：此項改進工藝簡單可行，效益明顯，并經(jīng)受了多次洪水考驗。其中一次洪水達到電站設(shè)計洪水尾水位，也能保證正常發(fā)電。
　　根據(jù)以上經(jīng)驗，我們對ZD661的水導(dǎo)也進行了平板密封的改進。從1997年開始取消了空氣圍帶軸密封，效果也很理想。節(jié)省了每年1付圍帶開支。
　　據(jù)此建議水輪機制造廠家采取該項改進技術(shù)可以改善水輪機的運行參數(shù)。在確定水輪安裝高程時，可適當(dāng)降低安裝高程，增加埋置深度，以提高單機出力和水頭有效利用率。同時也可減少轉(zhuǎn)輪葉片的汽蝕度，從而減少運行檢修成本，提高投資效益。
 (收稿日期：1999-03-8)
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