左江水電廠1號機組轉輪漏油分析及處理
左江水電廠1號機組轉輪漏油分析及處理
摘要 介紹左江美亞水電廠1號機轉輪漏油情況 ,并對其漏油及進水原因進行了分析 ,提出了處理方案。
關鍵詞轉輪 漏油密封
Abstract: The left river Meiya Hydropower Plant on the 1st machine wheel oil spills and oil spills and water causes the treatment program.
Keywords: wheel, oil spills, seal
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一、概述
廣西左江美亞水電廠位于左江河中段，總庫容是7.16億m3，水庫正常蓄水位108.00m，電站安裝有3臺軸流轉漿式水輪發(fā)電機組，單機容量24MW，總裝機容量72MW。轉輪型號：ZZ580—LH—550型，額定轉速為100r/min,設計水頭13米，吸出高程-2米，單臺機組轉輪及其操作系統用油量6.5立方米，轉輪槳葉數量為4片，槳葉可轉角度為35°（-20°—+15°）。轉輪漏油、轉輪體進水等缺陷一直是1號機組的主要問題，曾多次進行漏油處理均只是暫時止漏，運行一段時間后又開始出現漏油現象，未能徹底得到解決，嚴重危及了機組的安全運行。本次檢修經過對漏油原因分析，采取了正確的處理措施，解決了困擾左江美亞水電廠多年來1#機組轉輪漏油及轉輪體進水問題。
二、漏油檢查及原因分析
軸流轉槳式機組轉輪的主要密封有轉輪上、下端蓋密封和葉片密封裝置，上、下端蓋密封是“O”橡膠，只要螺栓均勻擰緊后很少漏油。葉片密封裝置由“λ”型橡膠密封、壓蓋、頂緊環(huán)和彈簧組成，其中壓蓋分4塊組成，用若干螺釘固定在轉輪體上，壓蓋從外面壓緊“λ”橡膠環(huán)，彈簧給頂緊環(huán)施加壓力從里面頂緊“λ”型橡膠，使“λ”型橡膠脹開。機組發(fā)電運行中槳葉是隨著導葉的開度變化而不停轉動，“λ”型橡膠長期受到反復的壓扯和摩擦，因此較容易出現磨損或撕裂而漏油。
1、為了1號機組轉輪漏油情況的進一步掌握，在機組檢修前分別在各種運行工況下對其的漏油量進行了三次的觀察并記錄，三次的結果很相近，結果均是水輪機漿葉開度在起動角度58%開度時轉輪的漏油量最大。因此 1號機組在申報檢修尚未批復前，為了減少1號機組轉輪漏油量，盡可能不安排1號機停機或避免漿葉開度在58%角度及附近工況運行，如果必須停機時，停機后手動將漿葉開到全關或全開的位置。綜合了三次記錄各運行工況下的漏油情況如下：
1）1#機組在停機工況下，漿葉開度在起動角度為58%， 1天（按24小時計）的漏油量為159Kg，漏油量較大。
2）1#機在運行工況下，槳葉開度88%，機組帶24MW的負荷， 1天的漏油量為105Kg。
3）1#機在運行工況下，槳葉開度30%，機組帶10MW的負荷， 1天的漏油量為98Kg。
4）1#機在運行工況下，槳葉開度10%，機組帶6MW的負荷， 1天的漏油量為95Kg。
2、在1號機組檢修時對轉輪體進水量檢查，轉輪體進水量達120kg。水輪機解體后檢查發(fā)現有2個漿葉的“λ”型密封裝置漏油嚴重，3個漿葉螺栓堵板焊縫出現了較嚴重的漏油現象：
1）1#葉片頂緊環(huán)在壓緊狀態(tài)下測量的間距為25mm，在自由狀態(tài)下測量間距為29mm�！唉恕泵芊庀鹉z未見任何損傷，“λ”型密封裝置從痕跡上檢查漏油不明顯，銅瓦間隙為0.25mm。“λ”型橡膠的寬度與厚度尺寸為48mm×25mm，比圖紙尺寸偏�。▓D紙尺寸50mm×30.5mm）。
2）2#葉片頂緊環(huán)在壓緊狀態(tài)下測量的間距為24mm，在自由狀態(tài)下測量間距為29mm�！唉恕泵芊庋b置有明顯的漏油痕跡，但 “λ”密封未見任何損傷，銅瓦間隙為0.20mm�！唉恕毙拖鹉z的寬度與厚度尺寸為48mm×25mm，比圖紙尺寸偏小。頂緊環(huán)不靈活，在壓板松掉后頂緊環(huán)保持原位不變，頂緊環(huán)與轉輪體周邊間隙局部為零。
3）3#葉片頂緊環(huán)在壓緊狀態(tài)下測量的間距為25mm，。在自由狀態(tài)下測量間距為29mm。 “λ”密封裝置見邊上有1mm折邊損壞，從“λ”密封裝置痕跡上看漏油十分明顯，銅瓦間隙為0.16mm�！唉恕毙拖鹉z的寬度與厚度尺寸為49mm×24mm，比圖紙尺寸偏小。頂緊環(huán)靠上部有一個彈簧壓偏變形，向中心彎折。
4）4#葉片頂緊環(huán)在壓緊狀態(tài)下測量的間距為24.5—25.5mm之間，在自由狀態(tài)下測量間距為28—29mm， “λ”密封裝置未見任何損壞， “λ”密封裝置從痕跡上看漏油不明顯， “λ”型橡膠的寬度與厚度尺寸為48mm×25mm，比圖紙尺寸偏小。槳葉樞軸與銅瓦間隙為0.35mm。
5）葉片與樞軸連接的定位銷的葉片側大多數均用砂輪機打磨過（估計是在機組安裝時，葉片與樞軸定位銷孔錯位，必須打磨才能裝配），與葉片的配合間隙過大，最大的間隙達0.40mm。
根據2#機組在各種工況下運行轉輪的漏油情況及檢修時的檢查，不難看出轉輪漏油主要是漿葉“λ”密封裝置漏油及漿葉螺栓孔漏油引起的。槳葉“λ”型密封圈受的壓緊力不均勻，由于輪葉法蘭的直徑較大（法蘭直徑為￠1000mm），所以漏油的周界比較長，若密封圈受的壓緊力不均勻，往往造成局部周界上密封沒有壓緊而產生漏油；#2槳葉壓緊環(huán)在運行中變形發(fā)卡，使密封圈的局部周界上因
壓不緊而發(fā)生滲漏；3#槳葉“λ”型橡膠由于長期受到反復的壓扯和摩擦而折邊損壞（3#槳葉“λ”型密封內圈有1mm折邊現象），因此造成漏油；#4槳葉止推軸套間隙過大或偏磨（4#槳葉樞軸與銅瓦間隙為0.35mm），造成槳葉與樞軸下沉，使密封圈環(huán)槽的上部間隙變大，則圓環(huán)槽上部的密封圈貼得不緊而漏油。轉輪的漿葉“λ”密封裝置漏油，其漏油的大小常與漿葉角度有關，漿葉角度的變化間接地可改變漿葉“λ”密封裝置受力、彈簧受力及頂緊環(huán)的受力情況，“λ”密封效果及漏油量必將發(fā)生改變。因此，出現機組槳葉開度在58%左右漏油量較大的現象。
轉輪槳葉螺栓堵板焊縫裂紋的漏油原因是：樞軸與葉片的定位銷（每塊葉片有6個￠60mm的定位銷）中間是￠10mm通孔，該通孔的作用是葉片與樞軸連接時排除葉片銷子孔的空氣（葉片的銷子孔是個盲孔，樞軸的銷子孔為通孔）。油是從定位銷的排氣孔經過葉片與定位銷的間隙漏至葉片法蘭與樞軸之間的空間，再經樞軸與葉片連接螺栓孔（每個葉片有9個螺栓孔）從堵板焊縫裂紋或氣孔漏至外面。
三、漏油處理方案
1、更換新的“λ”密封圈，并對新“λ”密封圈進行檢查各處理：
1）檢查“λ”密封圈的尺寸偏差符合設計要求，無缺陷。
2）“λ”密封圈的性能（如硬度、抗拉強度、延伸率、磨耗、軸向壓縮變形率、水浸油浸重量變化率、表面光潔等）應符合要求。
3）將“λ”型橡膠密封與頂緊環(huán)結合處靠內側雙面各加上一層耐油橡膠皮，厚度為1.5mm，增加壓緊量，用4359膠水粘牢，以防滑移。（如圖1）
圖1
2、頂緊環(huán)檢查內容有：
1）檢查頂緊環(huán)雙邊倒角是否對稱和同心。
2）檢查頂緊環(huán)內外圓直徑和圓度。
3）用手提式沙輪機打磨局部變形過大的地方。
4）頂緊環(huán)安裝后應活動自如，頂緊應調整到拆卸時定位尺寸為29mm。
5）調整頂緊環(huán)與密封槽的間隙，使頂緊環(huán)外側間隙最少保證在0.2mm左右，
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