左江水電廠1號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪漏油分析及處理

摘要 介紹左江美亞水電廠1號(hào)機(jī)轉(zhuǎn)輪漏油情況 ,并對(duì)其漏油及進(jìn)水原因進(jìn)行了分析 ,提出了處理方案。

關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)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(kù)容是7.16億m3，水庫(kù)正常蓄水位108.00m，電站安裝有3臺(tái)軸流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量24MW，總裝機(jī)容量72MW。轉(zhuǎn)輪型號(hào)：ZZ580—LH—550型，額定轉(zhuǎn)速為100r/min,設(shè)計(jì)水頭13米，吸出高程-2米，單臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)輪及其操作系統(tǒng)用油量6.5立方米，轉(zhuǎn)輪槳葉數(shù)量為4片，槳葉可轉(zhuǎn)角度為35°（-20°—+15°）。轉(zhuǎn)輪漏油、轉(zhuǎn)輪體進(jìn)水等缺陷一直是1號(hào)機(jī)組的主要問(wèn)題，曾多次進(jìn)行漏油處理均只是暫時(shí)止漏，運(yùn)行一段時(shí)間后又開(kāi)始出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，未能徹底得到解決，嚴(yán)重危及了機(jī)組的安全運(yùn)行。本次檢修經(jīng)過(guò)對(duì)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(lái)1#機(jī)組轉(zhuǎn)輪漏油及轉(zhuǎn)輪體進(jìn)水問(wèn)題。

二、漏油檢查及原因分析

軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組轉(zhuǎn)輪的主要密封有轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(kāi)。機(jī)組發(fā)電運(yùn)行中槳葉是隨著導(dǎo)葉的開(kāi)度變化而不停轉(zhuǎn)動(dòng)，“λ”型橡膠長(zhǎng)期受到反復(fù)的壓扯和摩擦，因此較容易出現(xiàn)磨損或撕裂而漏油。

1、為了1號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪漏油情況的進(jìn)一步掌握，在機(jī)組檢修前分別在各種運(yùn)行工況下對(duì)其的漏油量進(jìn)行了三次的觀察并記錄，三次的結(jié)果很相近，結(jié)果均是水輪機(jī)漿葉開(kāi)度在起動(dòng)角度58%開(kāi)度時(shí)轉(zhuǎn)輪的漏油量最大。因此 1號(hào)機(jī)組在申報(bào)檢修尚未批復(fù)前，為了減少1號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪漏油量，盡可能不安排1號(hào)機(jī)停機(jī)或避免漿葉開(kāi)度在58%角度及附近工況運(yùn)行，如果必須停機(jī)時(shí)，停機(jī)后手動(dòng)將漿葉開(kāi)到全關(guān)或全開(kāi)的位置。綜合了三次記錄各運(yùn)行工況下的漏油情況如下：

1）1#機(jī)組在停機(jī)工況下，漿葉開(kāi)度在起動(dòng)角度為58%， 1天（按24小時(shí)計(jì)）的漏油量為159Kg，漏油量較大。

2）1#機(jī)在運(yùn)行工況下，槳葉開(kāi)度88%，機(jī)組帶24MW的負(fù)荷， 1天的漏油量為105Kg。

3）1#機(jī)在運(yùn)行工況下，槳葉開(kāi)度30%，機(jī)組帶10MW的負(fù)荷， 1天的漏油量為98Kg。

4）1#機(jī)在運(yùn)行工況下，槳葉開(kāi)度10%，機(jī)組帶6MW的負(fù)荷， 1天的漏油量為95Kg。

2、在1號(hào)機(jī)組檢修時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)輪體進(jìn)水量檢查，轉(zhuǎn)輪體進(jìn)水量達(dá)120kg。水輪機(jī)解體后檢查發(fā)現(xiàn)有2個(gè)漿葉的“λ”型密封裝置漏油嚴(yán)重，3個(gè)漿葉螺栓堵板焊縫出現(xiàn)了較嚴(yán)重的漏油現(xiàn)象：

1）1#葉片頂緊環(huán)在壓緊狀態(tài)下測(cè)量的間距為25mm，在自由狀態(tài)下測(cè)量間距為29mm�！唉恕泵芊庀鹉z未見(jiàn)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(cè)量的間距為24mm，在自由狀態(tài)下測(cè)量間距為29mm。“λ”密封裝置有明顯的漏油痕跡，但 “λ”密封未見(jiàn)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(zhuǎn)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(cè)量的間距為25mm，。在自由狀態(tài)下測(cè)量間距為29mm。 “λ”密封裝置見(jiàn)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(gè)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(cè)量的間距為24.5—25.5mm之間，在自由狀態(tài)下測(cè)量間距為28—29mm， “λ”密封裝置未見(jiàn)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(xiāo)的葉片側(cè)大多數(shù)均用砂輪機(jī)打磨過(guò)（估計(jì)是在機(jī)組安裝時(shí)，葉片與樞軸定位銷(xiāo)孔錯(cuò)位，必須打磨才能裝配），與葉片的配合間隙過(guò)大，最大的間隙達(dá)0.40mm。

根據(jù)2#機(jī)組在各種工況下運(yùn)行轉(zhuǎn)輪的漏油情況及檢修時(shí)的檢查，不難看出轉(zhuǎn)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(zhǎng)，若密封圈受的壓緊力不均勻，往往造成局部周界上密封沒(méi)有壓緊而產(chǎn)生漏油；#2槳葉壓緊環(huán)在運(yùn)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(zhǎng)期受到反復(fù)的壓扯和摩擦而折邊損壞（3#槳葉“λ”型密封內(nèi)圈有1mm折邊現(xiàn)象），因此造成漏油；#4槳葉止推軸套間隙過(guò)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(zhuǎn)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(guān)，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(xiàn)機(jī)組槳葉開(kāi)度在58%左右漏油量較大的現(xiàn)象。

轉(zhuǎn)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(xiāo)（每塊葉片有6個(gè)￠60mm的定位銷(xiāo)）中間是￠10mm通孔，該通孔的作用是葉片與樞軸連接時(shí)排除葉片銷(xiāo)子孔的空氣（葉片的銷(xiāo)子孔是個(gè)盲孔，樞軸的銷(xiāo)子孔為通孔）。油是從定位銷(xiāo)的排氣孔經(jīng)過(guò)葉片與定位銷(xiāo)的間隙漏至葉片法蘭與樞軸之間的空間，再經(jīng)樞軸與葉片連接螺栓孔（每個(gè)葉片有9個(gè)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(duì)新“λ”密封圈進(jìn)行檢查各處理：

1）檢查“λ”密封圈的尺寸偏差符合設(shè)計(jì)要求，無(wú)缺陷。

2）“λ”密封圈的性能（如硬度、抗拉強(qiáng)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(yīng)符合要求。

3）將“λ”型橡膠密封與頂緊環(huán)結(jié)合處靠?jī)?nèi)側(cè)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(nèi)容有：

1）檢查頂緊環(huán)雙邊倒角是否對(duì)稱和同心。

2）檢查頂緊環(huán)內(nèi)外圓直徑和圓度。

3）用手提式沙輪機(jī)打磨局部變形過(guò)大的地方。

4）頂緊環(huán)安裝后應(yīng)活動(dòng)自如，頂緊應(yīng)調(diào)整到拆卸時(shí)定位尺寸為29mm。

5）調(diào)整頂緊環(huán)與密封槽的間隙，使頂緊環(huán)外側(cè)間隙最少保證在0.2mm左右，