卧式混流水轮机组主轴密封的改造

摘要：本文介绍水轮机主轴密封的两种形式，其中原来使用的盘根密封由于与主轴直接接触，造成主轴磨损严重，漏水较大，经常停机检修，直接影响经济效益和安全生产。详细介绍了改造为平板密封的具体过程和改造过程中一些细节，为同类机组特别是农村小型水电站提供了借鉴意义。

关键词：水轮机 主轴密封 改造

1.水轮机主轴密封概述

水轮机主轴密封是设置在水轮机主轴与顶盖间防止漏水的密封装置，分为工作密封和检修密封两种，机组正常运行时使用的密封，称为工作密封；机组检修时使用的密封，称为检修密封。主轴工作密封有很多形式，主要分 为接触式和非接触式，接触式也分为很多种，例如：活塞式、盘根式、平板式等，本文就是主要讨论盘根式和平板式的密封装置的。

2.改造前存在的主要问题

密封问题一直是困扰水电站和主机厂的一个主要问题，也是水电站日常检修的主要工作量。我厂是一个七、八十年产的老旧水电站，水头49米，装有两台卧式混流机组，单机容量1600千瓦，河流泥沙含量也较多，机组设备老化严重，水轮机主轴密封更是一个老大难问题。原来机组出厂时，水轮机主轴密封是盘根密封，经过多年使用，密封效果越来越不理想。主要问题是主轴磨损，密封不严，漏水加大，漏水甚至窜入导轴承箱，于是盘根越压越紧，主轴磨损就越来越严重，日常检修维护频繁更换盘根，盘根也越用越多，形成恶性循环，到后来，主轴竟被磨损了10毫米以上，形成一个凹颈，机组也因此需要每年进行大修，将机组解体，把磨损严重的主轴拆下，进行修补，再上车床加工，有时修补不到位，需要几上几下车床，检修工作量很大，修补过程中如果控制不均匀，甚至造成主轴中心偏移或弯曲，直至报废，造成极大经济损失。平时机组停机频繁，发电量大受影响，正常检修计划和安全生产也无法保证。

3.改造的具体过程和做法

经过我厂领导研究并请示上级后决定，对我厂两台水轮机组主轴密封进行改造，并确定了自主完成，分步实施的原则，经过多方比较探讨和查找资料，最后决定选择改造为平板密封，如下图示：

具体工作过程如下：

3.1.将机组解体，由于前期盘根密封已造成主轴磨损，仍需对主轴进行一定的修补，但因改造后主轴与平板橡胶并不直接接触，因此主轴修补后的光洁度不再有严格要求，工作量明显减少。

3.2.拆除原来盘根密封的部件，包括盘根压紧板。

3.3.制作一块过渡板，由于原来盘根压紧板较小，固定螺栓间距较小，没有容纳平板橡胶和抗磨板的空间，故需先制作一块过渡板，用四颗沉头内六角螺栓固定在原来盘根压紧板的顶盖位置，并保证螺栓不露头。过渡板外圈钻八个螺栓孔，用于固定平板橡胶和漏水收集器

3.4.装上平板橡胶和抗磨板，调整平板橡胶与抗磨板的间距，一般它们之间间距不超过1毫米为宜。

3.5.装上漏水收集器，接上水管以排出漏水。

3.6.组装机组，主轴密封改造完成，通水试机。

4.本次主轴密封改造取得成功，经过几年的运行与改进，有几点经验与大家分享：

4.1.关于平板橡胶的选择。原来许多文献推荐用8～10毫米厚的中硬耐油耐磨橡胶板，经我们多次比较和试验，最后选定市面上容易购买的传送带橡胶板最为合适，因其内衬多层尼龙丝而具有强韧抗折耐磨的特性，只要不被磨穿，该主轴密封基本不会漏水。

4.2.该主轴密封在安装橡胶板与抗磨板时，应在抗磨板上先涂上一层脂，否则机组刚启动，橡胶板与抗磨板干磨，极易使橡胶板过热损坏，只要机组开动后，橡胶板与抗磨板之间有了水压力，就不会干磨了，经过一个检修周期后，橡胶板与抗磨板可同时更换，抗磨板经过修复，可作为备件供下次使用。

4.3.该主轴密封更换时，若主机不需检修，则橡胶板可用曲线锯依尺寸将中心挖去，用皮带冲冲出螺栓孔，再用锋利的刀具将橡胶切开，套进主轴后，再用502胶水粘牢即可，不需从主轴后部套进，也就不需拆开尾水弯管、转轮等部件，大大减轻了工作量。

5.改造后的效益和意义

经过此次主轴密封改造，我厂的检修工作量和停机时间大大降低，在一个检修周期内可不需更换主轴密封，即使更换，在配件备足的条件下，也仅需很少时间即可完成。经过三年多的运行，本次主轴密封改造取得成功，为我厂创造了可观的经济效益，保证了安全生产，它不仅简单易行，而且投资少，见效快，为同类机组设备，特别是农村小型水电站的老旧设备改造提供了借鉴意义。

参考文献：

[1]《水轮机》 史振声 1991

[2]《低压水轮发电机组运行与维护》 童建栋 徐招才 1999