水轮机主轴密封漏水原因及处理
水轮机主轴密封漏水事故原因分析及处理措施
水轮机主轴密封漏水事故原因分析及处理措施渦轮是一种能量转换机，其功率来自水，由于我国地和河流的特性，河流中的泥沙更多，特别是在雨季，更多的泥沙将给传统的封口方法带来破坏。
本文以对汽轮机主轴漏水事故原因的分析和处理措施为基础。
标签：水轮机;主轴密封;漏水事故原因分析;处理措施引言在水电站的实际工作中，涡轮主轴密封处于非常重要的位置，是影响涡轮发电机运行状态的水力发电机的主要部件之一。
目前，大中型水电站必须集中监测水温发电机的运行情况，重要运行参数必须通过巡回检查，实现无定、少数、远程监测。
涡轮轮毂密封需要长期、安全、可靠的操作，轮毂密封的维护和更换周期保证了至少一个大修周期。
涡轮主轴密封不需要实施或调整自己的补偿调整。
传感器设备需要检测涡轮主轴密封的运行状态。
1水轮机组成及工作原理水轮发电机是指将水力发电机组变成电力的发电机。
当水流通过水轮机时，将水力转换为机械能，水轮机的转轴引导发电机的转子，将机械能转换为电能，然后输出。
水轮机是水电站生产电能的主要动力设备。
某水电站位于黄河北干流上段，安装有6台立式混流式水轮发电机组，单机容量为180MW，其中5号、6号机组的水轮机由上海希科生产（简称：希科），水轮机型号为HLS217—LJ—585，额定转速为100r/min，主要由引水部件（蜗壳），导水部件（导叶、顶盖、底环、导叶臂、连杆、控制环、接力器等），工作部件（转轮），泄水部件（尾水管）组成。
水轮机结构横剖面示意如图1所示。
为了解决旋转间隙漏水，在密封面之间加装耐磨密封条，并通过压缩的弹簧持续补偿密封条与滑环之间的磨损量，达到最佳的止水效果，即主轴密封的工作原理。
而润滑水主要起润滑的作用。
2水轮机主轴密封的意义和分类近年来，我国经济持续稳定发展，在发展的同时，对电力供应的需求也在不断提高，今天电力生产的主要渠道是通过水力发电厂，水力发电厂与目前人们的生活紧密相连。
在水电站，涡轮是重要的部分，涡轮没有主轴密封是不可缺少的重要部件。
浅析灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的解决措施
浅析灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的解决措施摘要：灯泡贯流式机组，因其工作环境潮热、安装空间狭窄、密封结构型式较复杂等原因，导致转环、密封块、浮动环、支撑弹簧等部件易受到损坏、卡涩，造成主轴密封性能变差，出现大量漏水的情况出现，若排水不及时可能造成水淹廊道设备，影响机舱内设备安全运行，甚至有水淹厂房的危险。
关键词：灯泡贯流式水轮发电机组；主轴密封漏水；解决措施；有2台45 MW机组，额定功率为46．5 MW，设计流量为60 m3／s。
但自机组投运以来主轴密封无法正常顶起，水轮机顶盖处漏水较大，自排已无法让水轮机顶盖的水位降低。
为了避免水淹厂房的事故发生，在每台机组上加装了2台潜水泵排水，但汛期的运行记录显示，该缺陷仍严重限制了水电厂超发能力，损失了大量的发电量并对机组的安全运行带来隐患。
一、机组主轴密封结构水电厂水轮机组的主轴密封为轴向水压平衡式机械密封，采用水润滑和冷却，水源取自于机组技术供水系统。
该机械密封由密封块、转动抗磨环、操作环限位导向杆等组成。
主轴密封转动抗磨环直接加工在联轴螺栓保护罩上静止部分，由两段半圆形结构拼合而成，安装在由密封压盖和密封挡环形成的槽内。
水轮机工作时，密封块下腔通入250～300 kPa压力清洁水，使密封块克服自身重量上浮起来，顶住固定在主轴上的转动环上，转动抗磨环随主轴一起转动。
密封块安装在活塞密封座里，密封块上对称设计了4根直径为12 mm定位销，限制密封块只能作上下运动，不能作环向运动和径向运动。
在密封块上下端之间均设置了4个直径为6 mm通流孔。
当密封块下腔无压时，密封块能靠自重下降到底部，当活塞下腔通入压力水后，密封块在水压作用下上升到顶端，使顶盖与主轴之间的漏水水流受到阻碍。
在顶起密封块的同时，水流经通流孔到密封块上端，当密封块与转动环接触后，接触面之间就产生了流动水膜，只有少部分水流漏出，通过顶盖的白排管道流人集水井。
同时，这一定的漏水量也避免密封块因干磨导致过热而烧毁，主轴密封起到密封效果：密封圈在来自外界压力水和自身重量的作用下，紧贴在转动抗磨环上，使水轮机与顶盖上迷宫环处的漏水受到阻碍，不能直接流向顶盖，从而达到封水效果。
灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水处理方法研究
灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水处理方法研究一、研究背景灯泡贯流式水轮发电机组是利用水能转换为电能的装置，其主要原理是利用水流的动能来带动水轮转动，再通过水轮转动带动发电机发电。
而在灯泡贯流式水轮发电机组中，主轴密封是一个重要的部件，它直接影响到水轮发电机组的工作效率和性能。
在实际运行过程中，主轴密封漏水的问题时常出现。
主轴密封漏水不仅会导致水轮发电机组的能耗增加，还会影响到设备的寿命和稳定性。
对于灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水处理方法的研究具有重要意义。
二、问题分析主轴密封漏水的原因主要有以下几点：1. 密封件老化：主轴密封件在长时间运行后，由于环境因素和摩擦等原因会出现老化，导致密封性能下降，从而发生漏水现象。
2. 设计不合理：在水轮发电机组的设计过程中，密封件的选材、结构等因素可能没有充分考虑到实际的工作环境和压力要求，从而导致密封性能不佳。
3. 使用环境问题：灯泡贯流式水轮发电机组通常安装在水上，水的压力和温度等因素都会对主轴密封造成影响，使其容易漏水。
解决主轴密封漏水问题需要从密封件的选材、结构设计和使用环境等方面进行全面考虑和研究。
三、研究方法1. 文献调研：通过对国内外相关领域的文献、专利和技术资料进行调研，了解主轴密封漏水问题的研究现状和解决方法。
2. 实地调查：对灯泡贯流式水轮发电机组进行实地调查，了解实际运行情况和主轴密封漏水的具体情况。
3. 理论分析：对主轴密封材料、结构设计、密封性能等方面进行理论分析，找出漏水问题的根源。
4. 实验研究：通过实验手段对主轴密封的性能进行测试和研究，验证理论分析的结果，并找到解决漏水问题的方法。
四、研究内容1. 密封材料的选用：研究不同类型的密封材料在水轮发电机组中的适用性和性能，找到适合的密封材料，提高主轴密封的密封性能。
2. 密封结构设计：通过对不同结构的主轴密封进行设计和仿真分析，找到更加合理的结构设计，提高密封的可靠性和密封性能。
某电厂水轮机密封装置漏水原因分析及处理
41第42卷 第6期2019年6月Vol.42 No.6Jun.2019水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station1 引言某水电厂1号水轮发电机组为立轴轴流转浆式机组，于2013年9月完成增容改造，改造后水轮机型号为ZZD642-LH-450，额定功率为43.34MW，额定水头为28.00m，额定转速为150r/min。
至2015年初，该机组共出现了3次因主轴漏水过大而被迫停机检修的问题，针对这一频繁出现的问题，电厂组织人员对此进行深入分析研究，找出了问题原因，对密封装置进行现场检修处理，彻底解决了密封装置漏水过大问题，提高了设备运行稳定性、可靠性。
2 主轴密封装置介绍主轴密封装置是水轮机的一道重要保护，当密封装置漏水严重时，将会导致水淹水导轴承，甚至是水淹厂房的严重事故，结构合理、工艺优良的密封装置是水轮发电机组安全、稳定运行的重要保障，某水电厂在2013年增容改造时，将原密封装置一并进行了更换。
2.1 运行密封装置某水电厂1号水轮机运行密封为可调水压式端面密封，详见图1所示。
密封活塞圈材质为丁晴橡胶，密封环采用0Gr18Ni9不锈钢板，密封水压在0.05~0.20MPa 之间调整，为排除密封漏水的积水，设有浮子信号装置，控制积水水位及排水泵的启动和停止[1]。
2.2 检修密封装置某水电厂1号水轮机检修密封装置为空气围带式结构，详见图1所示。
为防止检修运行密封和较长时间停机时尾水倒灌而设置，在机组停机后围带充0.5~0.7MPa 压缩空气来封水，在机组启动前撤除压缩空气，防止意外磨损检修密封的空气围带[1]。
图1 密封装置装配简图3 缺陷现象及原因分析3.1 缺陷现象（1）新密封装置投入运行不久，运行中发现顶盖水位异常升高，顶盖备用抽水泵启动仍然不能抽低水位。
电厂立即采取紧急措施抽低尾水后，拆卸密封装收稿日期： 2018-12-06作者简介： 文兴全（1983-），男，高级工程师，从事水电厂机电设备检维修、技改及技术管理工作。
灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的处理措施
灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的处理措施发布时间：2021-07-12T06:01:25.991Z 来源：《新型城镇化》2021年7期作者：秦冬[导读] 基于此，有必要对灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的处理措施展开分析。
四川嘉陵江苍溪航电开发有限公司四川广元 628400摘要：在灯泡贯流式机组中，由于其工作环境潮热、密封结构型式较复杂以及安装空间狭窄等原因，导致转环、浮动环、密封块、支撑弹簧等部件易受到损坏、卡涩，造成主轴密封性能变差，出现大量漏水的情况出现，影响机舱内设备安全运行。
基于此，有必要对灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水的处理措施展开分析。
关键词：灯泡贯流式；水轮发电机组；主轴密封漏水；处理措施主轴密封概况灯泡贯流式水轮发电机主轴密封的主要作用是阻断尾水进入水轮机机舱。
主轴密封性能的好坏会直接影响机组的安全稳定运行。
密封结构大体可分为橡胶陶瓷密封、橡胶平板密封、盘根填料密封、水压端面密封。
本文以某水电站为例，该水电站选用的主轴密封为水压端面密封加盘根填料密封结构，主轴密封装配包括检修密封和工作密封，而工作密封为水压端面密封加径向盘根填料密封组成，工作密封材料为聚胺脂和耐磨耐高温的GFO 纤维编织填料盘根。
工作密封中设有可更换的不锈钢抗磨环；在径向密封后设有集水盒，通过排水管将漏水集中排往集水井，确保水导轴承不进水和灯泡体内的干燥和清洁。
主轴密封存在的问题水轮发电机主轴密封装置出现故障，会导致大量尾水涌入的情况，漏水量超出接水盒容量，漏水则会流入水轮机舱，漏水会随着主轴的转动甩向机舱内电气设备，甚至渗入相邻的水导轴承内，引起轴承烧瓦等机械事故，漏水进入润滑油系统，造成油质污染，用油设备锈蚀，温度升高烧瓦等情况，严重影响到机组导轴承等设备的安全运行。
主轴密封漏水缺陷处理案例机组运行工况由主轴密封工作原理可知，尤其是靠水压的端面密封，主轴密封的工作情况与密封供水压力、浮动环支撑弹簧力、机组出口尾水压力以及机组出力有关，当水头变化、机组出力变化转速改变都会引起出口水压变化，从而会改变密封块与抗磨环的压紧程度，如压紧弹簧力调整不满足设计要求，则可能会造成主轴密封压紧不严而漏水，或过于压紧造成密封块磨损。
水轮机主轴密封故障分析及处理
link appraisement索宏伟 谢 陈 杰雅砻江流域水电开发有限公司索宏伟（1992－）男，河北邯郸人，雅砻江流域水电开发有限公司，助理工程师，硕士，从事水电站设备维护工作。
图2 填充材料局部掉落CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2021·中国科技信息2021年第7期10万～30万◎组合缝包含有5颗M20×55内六角螺栓把合紧固（螺栓紧固力矩为150N.m）、2颗φ16h8×60的圆柱销组装定位，由于把合螺栓和定位销钉均为楔形沉孔结构，为保证抗磨环表面整体光滑，在楔形沉孔处采用了现场手工涂抹环氧材料进行填充过渡。
由于填充的环氧材料为楔形结构，其尾部与基体黏接填充的环氧材料厚度低，加上机组在旋转过程中会产生振摆，导致较薄的环氧填充材料极易开裂、脱落。
脱落的块状环氧颗粒就一直夹杂在密封块内，在水轮发电机组旋转过程中，夹杂的颗粒持续刮擦密封块和抗磨环，进一步加剧了抗磨环上的环氧填充材料开裂、脱落，形成了恶性循环，导致抗磨环表面逐渐形成了肉眼可见凹凸不平的凹槽。
同时，由于掉落的环氧颗粒形状不规则、且相对于密封块的硬度要高，旋转过程中极易刮削密封块工作面，导致密封块的刮削物堵塞周向储水槽和径向通水孔。
密封块结构设计不合理主轴密封块为高分子聚合物耐腐蚀材料，其自身具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，原设计的密封块厚度为30mm、储水槽深度为10mm、2个径向通水孔尺寸为φ5mm，而主轴密封支架间的安装净高距离为30.2mm，密封块安装在密封支架内的浮动量仅0.2mm，泥沙或杂物进入密封块端部后，势必会造成密封块卡阻，造成密封块与旋转的抗磨环硬性接触，一旦密封块卡阻，将会形成密封块与旋转的抗磨环硬性接触，加上抗磨环把合螺栓楔形槽内填充的环氧材料易开裂、脱落，硬性挤压又会加剧环氧填充材料的损坏。
设备安装考虑不周对照主轴抗磨环和主轴密封结构尺寸，由于水轮机大轴及其转动部件的高度尺寸均固定，若合理调配水轮发电机组座环及下机架的安装高程，能够合理避开主轴密封块与抗磨环把合螺栓楔形槽直接接触，也能避免动静结合部位磨损造成抗磨环楔形槽内填充环氧材料的脱落。
水轮机主轴密封漏水偏大原因及对策
水轮机主轴密封漏水偏大原因及对策一、基本情况万安水电厂是低水头河床式电站，装机容量515MW, 最大工作水头32.3m，最小水头15m，设计水头22m，水轮机型号ZZ440-LH-85，额定流量550m3/s，额定转速76.9r/min，水轮机密封安装高程▽65.7m，水轮机主轴密封分为检修密封和工作密封两种，其中检修密封为橡胶围带式结构，工作密封为橡胶可调活塞式结构。
结构参考图纸二、轮机主轴密封的作用及工作过程当机组处于禁止运动状态，工作密封块下腔是0.02Mpa，压力清洁水使密封块克服重力上升到顶端，顶住转动环，阻断窜水通道，起到密封作用。
当机组处于检修状态时，围带通入0.6—0.7Mpa压缩空气，其非约束部分受压鼓起，与大轴保护罩紧密接触，从而阻断尾水窜入水轮机顶盖的通道，起密封作用。
三、故障现象万安水电厂1—4号机组投产以来，曾多次出现下述情况：机组开机几分钟后，顶盖水位上升过快，顶盖水泵启动频繁，有时三台同时启动仍控制不了顶盖水位上升，导致水淹水导；机组停机几分钟后，也时常发现这种情况，使机组安全运行可靠性大幅降低。
四、原因分析转动环固定主轴上，随主轴一起转动，密封块安装在活塞座里，密封块中对称布2根φ20定位销限制密封块只能作上下运动，不能作环向运动和径向运动。
（见图2），在密封块上下端面之间8个均布φ4mm通流孔，当密封块下腔无压时，密封块能靠自重落到底部，当活塞下腔通入压力水后，密封块在水压作用下上升到顶端，在顶起密封块的同时，水流经通流孔到密封块上端；当密封块与转环接触后，接触面之间就产生了流动水膜，这时如果机组开始运转，转动环与活块磨擦，就是与流动水膜的磨擦，水膜不仅保护密封块，还将密封块的热量带走。
1密封块工作过程中，它可能出现下面几种情况：1、开机时，由于其它原因使压力不流通入密封块下腔，密封块不能顶起，这时，密封块与转环之间有间隙，漏水量偏大。
2、开机时，由于管道原因，导致进入密封块下腔压力水流流量偏小，小于通流孔的漏水量，不能形成压力，密封块不能顶起，密封块与转环之间有间隙，漏水量偏大。
灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水处理方法研究
灯泡贯流式水轮发电机组主轴密封漏水处理方法研究一、引言灯泡贯流式水轮发电机组是一种新型的水轮发电机组，它采用了灯泡贯流式水轮的设计理念，能够更高效地利用水力资源进行发电。
随着使用时间的增长，主轴密封漏水问题成为了发电机组运行中的一个常见难题，严重影响了发电机组的正常运行。
对主轴密封漏水处理方法进行研究，对提高发电机组的可靠性和稳定性具有重要意义。
二、主轴密封漏水问题分析主轴密封是灯泡贯流式水轮发电机组的重要部件，其主要作用是防止水漏入主轴轴承腔，保护主轴轴承的正常工作。
在实际运行中，主轴密封常常会出现漏水现象，主要原因如下：1. 主轴密封老化：由于长期运行，主轴密封会受到水压和摩擦力的影响，容易出现老化破损，导致漏水。
2. 水压过大：在某些特定情况下，水轮发电机组工作时水压过大，超出了主轴密封的承受能力，导致漏水现象。
3. 设计不合理：有些发电机组的主轴密封设计不合理，造成了漏水隐患。
三、主轴密封漏水处理方法1. 密封材料改进：针对主轴密封老化问题，可以通过改进密封材料，提高其抗老化性能，延长主轴密封的使用寿命。
目前，一些新型的高分子材料具有较好的耐磨性和耐老化性能，可以作为主轴密封的优选材料。
2. 润滑系统优化：在设计水轮发电机组时，可以通过优化润滑系统，提高主轴密封的润滑效果，减少摩擦力，延长主轴密封的使用寿命。
合理设计润滑系统可以减少水轮发电机组的运行阻力，提高发电效率。
3. 密封结构改进：对于设计不合理的主轴密封结构，可以进行改进，采用更加牢固和可靠的密封结构，确保主轴密封的密封性能。
也可以在密封结构上进行创新，引入新型的密封技术，提高主轴密封的可靠性。
4. 提前预警系统：在发电机组中安装温度、压力、振动等传感器，建立主轴密封漏水的预警系统，监测主轴密封的工作状态，一旦发现异常情况，及时进行处理，防止漏水问题的发生。
四、案例分析以某水电站的灯泡贯流式水轮发电机组为例，该发电机组在运行过程中出现了主轴密封漏水问题，严重影响了发电机组的正常运行。