试析水轮机主轴密封漏水原因及改造
高坝洲电厂3号水轮机主轴密封改造
工作。
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第 ４期
陈 以武 ： 坝 洲 电 厂 ３号 水 轮 机 主 轴 密 封 改 造 高
７ ３
和冷 却 的水流 介质 ， 没有 进 入 到 橡 胶 密 封 和转 环 之 间， 在磨 擦面 间不能 产 生流动 的液 膜 ， 擦 热无 法带 磨 走， 造成橡 胶发 热 冒烟 或 烧毁 。有 时 机组 启 动 后 和 运转 一小 段 时间 后 ， 在机 组 振 动 和 转 轮 室水 压 脉 动 的交替 作用下 ， 流才 逐渐进 入磨 擦 面 ， 水 磨擦 面 间 的
当机 组 处 于运 行 状 态 时 ， 防止 围带 与 主轴 的 为
磨擦 ， 在主 轴 转 动 前 ， 机 继 电 器 就 使 围带 拆 压排 开
气， 使鼓 起 部分 复原 。同时 ， 为防止 围带拆压 后尾 水 大量窜 入 顶盖 ， 机 继 电器 还 使 橡胶 密封 活塞 下 腔 开 通 入 Ｐ一０ Ｏ ～ Ｏ ２ ａ的清洁 压力 水 ， 密封 活 ． ２ ． ＯＭＰ 使 塞 克 服重力 上 升到 顶端 ， 断窜 水通道 ， 阻 起到 密封 作
当机 组 处 于静 止状 态 时 ， 作 密封 活 塞下 腔 是 工 无压的， 活塞 在 活 塞 座 内靠 自重 自由下 落 到 底 部 。 围带此 时 已接 通 ０ ３ＭＰ ． ａ的压 缩 空 气 ， 其非 约 束部 分受 压鼓 起 ， 密 封环 与大 轴外 圆紧密 接触 ， 而阻 使 从 断尾 水窜 入水 轮 机顶 盖的通 道 ， 到密 封作用 。 起
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第２ ９卷 第 ４期
７２
水 电 站 机 电 技 术
Ｍｅｈｎｃｌ Ｅｅｔ ｃ ｃｎｑｅ ｆ ｄｏｏ ｅ ｔ ｉ ｃａｉ ＆ ｌｃｉ ｌ ｈ ｉ ｒｐｗ ｒ ａｏ ａ ｒａＴｅ ｕ ｏ Ｈｙ Ｓ ｔｎ
水电站水轮机主轴密封改进的实例分析
首先将尼龙块改为 A 型耐磨橡胶活塞环。A 型 耐磨橡胶活塞环结构是在底部中间开有 ! 个! 8 ** 对称的通孔，用于润滑水通道。A 型橡胶活塞环在 有足够的冷却与水润滑的情况下，具有良好的耐磨 性，克服了尼龙块因磨损形成不规则沟痕而降低密 ・ 0/ ・
某水电站装有 $ 台 #/ 67机组，于 #&’& 年 #" 月和 #&8" 年 $ 月 相 继 投 产 发 电。水 轮 机 型 号 为 额定转速为 9:!##—:;—!!/，额定功率为 #/ 67， . 设计流量为 .83/ * = ?。 !#$3. < = *,>， # 号机组水轮机 采用水导橡胶轴承，主轴工作密封为橡胶填料密封 结构，!、.、$ 号机组水轮机采用筒式稀油润滑轴 承，主轴工作密封为端面密封结构。该厂在投产初 期（#&8! 年及 #&8. 年）发生过水封严重磨损而被 迫停机临时抢修的情况，因此每次更换主轴工作密 封不但需要分解水导轴承、更换时间长、工作量 大，而且会造成非计划停机而大量弃水。针对这种 情况，电站技术人员不断改进了水轮机主轴密封结 构和工艺，保证了水轮机主轴密封运行稳定。
运行与维护 封性能的缺点。! 型橡胶活塞环高度为"" ##， 允许 能够满足 & 个大修周期使用寿命。 磨损量为$% ##， ! 型橡胶活塞环下部充水槽截面形状是燕尾形，可 在工作水压的作用下自行张开紧贴在密封槽两侧， 而且运行中上下浮动也很灵活，提高了密封的可靠 性。! 型橡胶活塞环的冷却水压力沿密封槽周围分 布均匀，克服了由于弹簧失效的影响，即使在冷却 水不充分或短时断水时也能正常工作，顶盖水压从 图 &“’”处也能挤入 ! 型橡胶活塞环内侧到达 ! 型槽底部作冷却水。同时，将密封座改造为 ! 型 槽（材料 ($)* 钢） ， ! 型橡胶活塞环装在 ! 型槽 内，密封座底部开有对称孔，并通以一定压力的清 洁水。 在投入运行前应检查 ! 型橡胶活塞环的上浮 性能，确定将密封 ! 型橡胶活塞环放入 ! 型槽密 封座中，然后在底部通以压力为 &+) ,-. 的清洁水 使 ! 型橡胶活塞环上浮。之后检查 ! 型橡胶活塞 环密封性，将抗磨环放在 ! 型橡胶活塞环上，观 察其上浮压力是否满足要求，试验时接入压力为 &+) ,-.清洁水，保证其密封性良好。
水轮机密封装置的一些问题及改进措施
CN53 - 1112/ TK ISSN1006 - 3951
云南水力发电 YUNNAN WATER POWER
第第119期卷
水轮机密封装置的一些问题及改进措施
孙定茂
Ξ
(克瓦纳“杭州”发电设备有限公司 ,浙江 萧山 311200)
摘 要 : 水轮机机组试运行常发生密封漏水或密封块烧损等事故 ,此文根据实际发现的缺陷 ,介绍了水轮机组密封结构的改进情况 , 并提出了一些建议和看法 。 关键词 : 水轮机 ;密封结构 ;改进 中图分类号 : TK730. 3 + 25 文献标识码 : B 文章编号 : 1006 - 3951 (2003) 01 - 0 期
作了改进 ,如图 5 :上端二侧间隙单边由 1 mm 增加为 3 mm ,下端二侧成尖状 ,弹性好 ,水压作用下易封水 , 在厂内试验时上下灵活 ,但到现场试验时 ,漏水还是 很大 ,一方面从导向销缝隙中漏出来 ,另一方面进水 口太高 ,水从密封块外侧漏出来 。试运行证实 ,平板 没有起作用 ,10 mm 厚平板压得太紧 , 不能上抬止 水 ,结果因漏水量大仍需改进 。经研究认为 :该电站
图 4 水封改进方案图 图 5 改进后密封块断面形状图
封结构在国外已成功地应用在近 50 个电站 ,国内也
5 水封新结构
已有多个电站应用 ,运行良好 ,特别对高水头混流式 机组和抽水蓄能机组更显示其优越性 。
对于混流式和水泵水轮机国外已采用水轮机主
轴密封新结构 ,近几年也已开始应用在国内 。图 6 为云南某地方电站水轮机改造的泵板密封结构图 。 这种结构是泵板和带减压迷宫环非接触式密封 ,取 消了密封块 ,不需要冷却和润滑水 ,停机时仍通过心 形橡胶围带充气密封 。机组正常运转时 ,靠转轮上 冠设置的泵板 (作为水泵) 将漏入密封 A 腔的水升 压从排水管抽出 ,使主轴能在干燥的环境下运转 。 当停机过程低速运转时 ,少量漏水可通过无接触迷 宫上 C 腔 ,经排水管自流至集水井 。减压迷宫由低 碳钢钢板焊接 ,其相对大轴轴套表面由软金属制成 , 附加的大轴轴套由不锈钢制成 。由于静止部分与转 动部分不接触 ,密封有极长的寿命 ,不需检修 ,抽出 的水可作为机组冷却水用 。图中 B 腔为补气腔 ,当 尾水管低压时 ,通过真空破坏阀自然补气 。这种水
三门峡水电厂水轮机主轴密封改造
过一个汛期高含沙量水 流的冲涮 ． 密封橡胶板 极易损 坏。又由于橡胶平板 密封作业空 间小 ． 下层橡胶平板 损坏后更换起来十分 困难 ． 因而在检修 时取 消了下层
上水量过大 ， 导致停机的情况时有发生 ， 危胁着发电机
组的安全运行 ．成为影响本厂安全稳定运行的一大隐
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２０年第６ ０７ 期
华 中 电 力
第２ 卷 ０
三 门峡水 电厂水轮机主轴密封改造
高梅 英 ， 宋 璞 ， 建 良 杨
（ 门峡 水 电厂 ． 南 三 门峡 － 河 ４ ２０ ） ７ ００
摘 要 ：－１ － ｆ峡水电厂 ５台轴流转桨式水轮机主轴密封， Ｙ 有橡胶平板 密封和水压端面密封 两种 ， 两种密封进行 了分析 对这 比较 ， 介绍了对水轮机主轴端面密封的改造情况。 关键 词 ： 流转桨 式水轮 机 ； 轴 主轴 密封 ： 改造
旦磨损必须运回制造厂修复 ， 相当困难而且不经济。
上世纪 ６ ０年代初 ．哈尔滨电机厂试验开发 了不
磨损主轴的橡胶平板密封 并开始在水轮机上应用 。 对 于水润滑的橡胶轴承 ， 在轴承上部装设单层橡胶平板 密封 ； 于油 润滑轴承 ， 对 在轴 承下部 装设双层橡胶 平
板密封 。三门峡水 电厂初期安装 的机组 ， 均采用双层 橡胶平板 密封 。 上世纪 ６ ０年代末期 ，哈尔滨电机厂又试验开发
致 ， 致密封 面磨 损不均 ， 导 破坏 密封 面 ， 成密 封不 造 严， 增大漏水量 。
设计结构 的问题 。 水压端面密封更换十分麻烦 。
块
水
图３ 图 ２ Ｕ 型 水 压 端 面 密 封 示 意 图
三 门 峡 水 电 站 Ｕ 型 水 压 端 面 密 封 不 意 图
机封漏水的原因及解决措施
机封漏⽔的原因及解决措施⼀、引⾔在⼯业⽣产中，机械密封的应⽤⼗分⼴泛，尤其在泵类设备中更是必不可少。
然⽽，机封漏⽔问题⼀直是设备维护中常⻅的问题之⼀。
本⽂将对机封漏⽔的原因进⾏深⼊探讨，并提出相应的解决措施，以期为相关从业⼈员提供⼀定的参考。
⼆、机封漏⽔的原因1.机械密封选型不当机械密封的选型对于设备的密封性能⾄关重要。
若选型不当，例如密封材质与介质不兼容、密封⾯宽度过窄等，均可能导致机封漏⽔。
因此，在选择机械密封时，应充分考虑设备的⼯况条件，如介质特性、温度、压⼒等，以确保所选密封类型和材质的适宜性。
2.设备安装问题设备安装质量对于机械密封的效果具有直接影响。
安装过程中，若密封⾯出现划痕、磕碰等损伤，或密封圈未安装到位，均可能导致机封漏⽔。
此外，设备安装过程中管道布置不合理、密封⾯与轴线不垂直等也易引发机封漏⽔问题。
3.设备运⾏异常设备运⾏过程中，若出现异常情况，如泵抽空、压⼒波动过⼤、温度异常等，可能对机械密封造成损伤，导致机封漏⽔。
因此，设备运⾏过程中应加强监控，及时发现并处理异常情况，以保障机械密封的正常运⾏。
4.机械密封⽼化机械密封作为易损件，具有⼀定的使⽤寿命。
随着使⽤时间的延⻓，密封材料可能出现⽼化、⻳裂等现象，导致密封性能下降，引发机封漏⽔。
为避免这⼀问题，应定期检查机械密封的使⽤状况，及时更换磨损严重的密封件。
三、解决措施针对上述机封漏⽔的原因，提出以下解决措施：1.合理选型与材料选择为确保机械密封的适宜性，应充分了解设备的⼯况条件，选择合适的密封类型和材质。
例如，对于⾼温、⾼压的⼯况，应选⽤耐⾼温、耐⾼压的密封材料；对于腐蚀性介质，应选⽤具有抗腐蚀性能的密封材料。
同时，还需关注密封材质与介质之间的兼容性，以降低因选型不当导致的机封漏⽔⻛险。
2.提⾼安装质量为确保机械密封的安装质量，应制定详细的安装操作规程，并对操作⼈员进⾏培训。
安装过程中，应严格按照规程操作，避免损伤密封⾯和密封圈。
水轮机主轴密封故障分析及处理
水轮机主轴密封故障分析及处理作者：王亚斌来源：《城市建设理论研究》2013年第22期[摘要]:水轮机的密封效果不好会造成主轴在工作过程中产生摩擦，损坏设备，随着磨损的增加还会造成漏水现象，降低水轮机的运行效率和使用寿命。
本文通过对水轮机的工作原理进行分析，对产生水轮机密封故障的原因进行分析并采取相关措施进行处理，降低水轮机主轴的密封故障。
[关键词]：水电站水轮机密封故障分析中图分类号：TV73 文献标识码：A 文章编号：一、前言水轮机能将水能转化为电能，是水电站中重要的设备。
水利发电是一种重要的清洁能源，能实现水电站的节能减排，减少由于煤炭发电对环境的污染，已经在水电站发电厂大规模使用，并且取得了巨大的经济效益和社会效益。
在当前电力需求的强力拉动下，使用水轮机发电得到了快速的发展，其制造水平和维修技术也得到了提升。
二、主轴密封工作原理为了确保润滑轴承的工作正常，在轴承上面采用密封装配，避免压力水流从顶盖和主轴之间的缝隙渗入到轴承，破坏轴承的工作环境。
因此，密封装置的好坏是润滑轴承工作飞一个十分重要的问题。
主轴密封在水导轴承的下面，水轮机顶盖的上面。
水轮机的主轴密封主要分为停机密封和工作密封。
停机密封主要起到辅助主轴密封的作用，它主要在水轮机停机检修过程中起到密封的作用。
根据使用设备的不同，所采用的密封方式也各不相同，目前主轴的密封主要有机械式密封、空气围带式密封和抬机式检修密封三个类型。
一般情况下水电站停机密封使用空气围带式密封形式较多，能占到百分之七十五左右，空气围带式密封主要的工作原理是在正常工作时，水轮机轴和围带排气之间保持一定距离间隙；需要进行停机检修时，会向水轮机轴和围带排气的空隙中充入一定压力的压缩空气，这时空气围带的橡胶会出现膨胀现象，使水轮机轴密封抱紧，阻止水出现泄漏现象。
在运行状态下也存在密封，主要是橡胶活塞式密封。
主要有移动橡胶环、转动环和密封座环三部分组成。
转动环需要在水轮机轴上进行固定，使之与机组保持同步的转动。
水轮机主轴工作密封的技术改造
程，跨流域引 水集雨面积 ３ ０ ６ ｋｍ ，本流 域集 ｍ面积仅
３ ４ ７． ｋｍ： ，引水经过 多个溪流 ，引水泥沙 含量 较 多，较
为混 浊 ，水 质较 差 ，引水 有较 强的 腐蚀 性 。连 接 Ｕ 型
密 封橡 胶 环 与活 寒体 的带 孔 螺栓 为 普 通带 孔 螺 栓 ，通 水孔径仅 ０． Ｉ ｍ ，带孔 螺栓长期浸 泡水中 易受 瞒蚀和 ３］ Ｉ 结 水垢 ，运 行 时 间长 容 易堵 住 ，特 别 是当机 组 检修 或 者 停机较 长时 间时 ，进 ｛轴 工作密 封 丁作 雎力 水关 ｌ ， 才 － 】 此Ｉ Ｔ作 压 力水 静 止 水 垢 更 容 易把 带 孔 螺 栓堵 寒 ，２ Ｉ ， ｆ 俞机绀 的 皇轴 工作 密封 运 行不 到 １年 Ｉ １ ６ 个带 孔 螺 Ｉ． ・日 ｆ］ 栓就 大 部 分堵 塞 ，手轴 工 作 密封 不 能 常 工 作 。 当某
，
。
‘
密 封 橡 胶 坏 贴 紧 在 固 定 轴 上 的 转 动 平 板 上 而 起 到 密 封 作 用 ，其 优 点 足 密 封 性 能 好
、
从
９ ０
自调 节 能
力大 、结 构 简单 。
图 ２ Ｕ型 密封 橡 胶 环
图 １ 主 轴 工 作 密封
４ ４
《 中国农村水电及电气化》 ２ ０ ． ０６６
关 键 词 水 电站 水轮 机 主 轴 工 作 密封 技 术 改 造
一
概 况
二 结 构
龙 门 滩 二 级 水 电 站 水 轮 机 主 轴 工 作 密 封 结 构
女ｌ ｌ， 由转 动 平 板 、 Ｕ 型 密 封 橡 胶 环 、 活 塞 体 ｌ 网
、
龙 门滩 ＿ 级 水 电 站 为 龙 门滩 跨 流 域 引 水 发 电 工 三 程 的 第 二 级 ，系 混 合 式 开 发 电站 ， 厂 址 化 于 福 建 省
水泵机械密封的渗漏原因与解决措施论文
水泵机械密封的渗漏原因与解决措施论文水泵机械密封的渗漏原因与解决措施论文摘要：为保证机械密封长期可靠地运转，在使用机械密封时，应分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求，并且有充分的润滑条件。
机械密封的可靠性和寿命不仅取决于运行工况和工作环境，从某种意义上还取决于对故障的准确判断和排除。
本文总结了机械密封比较常见的渗漏原因，并提出了解决问题的具体措施。
关键词：机械密封；渗漏现象前言机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
补偿环的辅助密封为金属波纹管的称为波纹管机械密封。
机械密封的组成主要有以下4类部件：a主要密封件：动环和静环。
b辅助密封件：密封圈。
c压紧件：弹簧、推环。
d传动件：弹箕座及键或固定螺。
机械密封安装、使用技术要领是：设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.1毫米；设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带人密封部位；在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效，安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装，安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求；安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性；安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉，设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效，对易结晶、颗粒介质，对介质温度大于80℃时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准，安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，要特别注意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。
一常见的渗漏现象机械密封渗漏的比例占垒部维修泵的50％以上，机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行，现总结分析如下。
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试析水轮机主轴密封漏水原因及改造
作者：补祥高
来源：《中国科技博览》2013年第35期
【摘要】根据某水电站水轮机主轴密封结构形式，针对该设备运行时漏水原因进行分析并提出改造方法。
【关键词】水轮机主轴密封运行漏水改造
中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-031-01
前言
某电站为引水式，地面厂房，总装机为2台×5MW，设计水头66m，立式混流式机组，年设计发电量为4500万KW/h
该电站机组型号为：
发电机 SF5000—10/2600
水轮机 HLD41—LJ—105型
额定功率5000KW
额定转速600r/min
额定电压6.3KV
功率因素0.8滞后
额定电流572A
设计水头为66.5M
该水轮发电机组由浙江省某水轮发电机厂制造，电站于2004年5月开工，2007年7月15日全部竣工，并网投产。
故障现象
该电站2台机组从2007年7月运行至2009年12月以来，由于机组处于低负荷运行，经过观察发现顶盖真空压力表为负值（-0.2MP），主轴密封漏水较小，当机组满负荷
（5000KW）运行时，经过观察发现顶盖真空压力表为正值（+0.2MP），主轴密封漏水较大，由于原设计顶盖排水管的管径为Ф2.5寸水管，由于漏水较大，管子排水量不够，造成大量水排不尽，流入机组机坑内，只好用两台单相潜水泵排水，因有部分水排不尽，机组导水机构部分配件长期浸泡在水中，长期下来腐蚀性很大，严重影响设备完好率，同时也增加了运行人员的工作量。
原主轴密封设计原理
主轴密封位于水轮机顶盖上面，水导轴承下面，主轴密封分为两部分：1、检修密封，2、运行密封。
检修密封采用空气围带密封，当机组停机时，向空气围带充气，抱紧主轴没有间隙，水轮机室内水漏不上来。
运行密封采用橡胶0型圈密封，但与主轴之间有一定间隙，大约1.5～～～2.5mm左右。
当机组运行时，水轮机在水的压力冲动下，转速较高，蜗壳内产生真空压力较大，正常压力为零，多余的水向下流动，由蜗壳内排水至尾水。
但由于该机组满负荷运行时，蜗壳内产生真空压力较大（压力为正值），漏水较大，水轮机蜗壳内部分水向上排，无法全部向下排出，由于主轴密封采用了0型橡胶密封，与主轴有间隙，部分水沿主轴与密封环的间隙向上流出，顶盖的排水管排水量不夠，造成多余的水流向机坑里，使水轮机导水机构长期浸泡在水里。
原因分析
公司技术人员及厂家设计人员通过对原设技图纸发现，转轮处没有开泄压孔，而且采用O 型橡胶圈密封，主轴和密封圈之间有一定的间隙，主轴密封不严。
由于机组开机时，导水机构导叶打开，水能主要作用于转轮叶片做旋转功，转动部件转轮和固定部件底环、顶盖存在间隙，产生漏水，下部底环和转轮间隙漏水，通过迷宫环减压排到尾水，上部顶盖和转轮间隙漏水通过梳齿减少漏至转轮上面，由于转轮上面没有开泄压孔，同时顶盖排水水管尺寸小，无法满足排水需要，产生的真空压力较大，向上漏水，负荷增大，压力增大，漏水量就大。
由于设计排水管为Ф2.5寸水管，满足不了排水需求。
处理方法
通过检查分析找到原因，因此业主与厂家设计人员在一起经过研究决定将原来设计的0型橡胶主轴密封改为主轴密封橡胶活塞板式密封，同时在将转轮上开4个直径Ф32mm 的泄压孔。
改造后主轴密封工作原理：
运行密封为橡胶活塞板式密封，在机组运行、停机时减少漏水至水机室，由密封座环移动橡胶环板和转动环组成，转动环安装固定在水轮机轴上与机组同步转动，密封座环安装在顶盖内的法兰上，内部结构设计为U型，U型内安装移动橡胶环板，橡胶环板纵向开了六个直径为10mm的孔，对称有两个为销子导向滑孔，保持橡胶环沿销子上、下运动，在圆周方向不偏移，另外有四个为润滑冷却水通水孔，座环U型底部设计了了两个进水孔，从技术供水的管经上安装一条Ф5cm的水管，经手阀打开水进入到进水孔，进水压力为0.5—1mpa ，使橡胶环板上部接触面润滑、冷却不产生摩擦，延长橡胶环板的使用寿命。
通过调节进水压力，使橡胶环板密封向上抬高，间隙为2～～3mm使橡胶板和转动板接触，密封水轮机主轴漏水。
B、同时在转轮上开四个直径为32mm泄压孔，机组转轮在水的冲力下转轮室内的水通过转轮上的泄压孔流下，从而减少了顶盖上的真空压力，使转轮室内的水不会向上漏，减少了顶盖排水量。
C、在原来Ф2.5寸水管的基础上增加到Ф3.0寸水管排水。
结束语
通过改造处理后，2012年5月10日1#机组带满负荷没有发现漏水现象，观察至今机组在停机、空载、负载状态下主轴密封没有漏水，而机组漏水在水机室内的水较少，密封工作正常，改造成功。