邱鏡輝

（廣州市流溪河灌區(qū)總管理處）

　　摘　要：本文主要簡(jiǎn)述了立式水輪機(jī)主軸密封的結(jié)構(gòu)以及工作原理；闡述了主軸密封漏水的主要因素，加以分析；根據(jù)改造原主軸密封的供水管路，從而提高了密封水的壓力等這些問題，真正解決了立式水輪機(jī)主軸密封漏水的現(xiàn)象，使改造后的水輪機(jī)可以正常運(yùn)行。

　　關(guān)鍵詞：主軸密封；漏水；處理方法
　　轉(zhuǎn)動(dòng)軸和固定部件封水的結(jié)合安裝是立式水輪機(jī)主軸密封的關(guān)鍵主體，在水頭較高的混流式水輪機(jī)里，主軸密封基本是和機(jī)組轉(zhuǎn)輪的另外阻止漏水的其他零件組合。通過對(duì)立式水輪機(jī)主軸密封漏水故障真正解決之后，這樣才可以正常工作其水輪機(jī)的一個(gè)非常重要的保障裝備。主軸密封的主要功能就是止漏的功效，從而可以確保漏水不多的條件下，可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)檢驗(yàn)工期。
　　目前，在我國高水頭混流式輪機(jī)大多數(shù)都是利用平面交鋒式的主軸密封，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間不停運(yùn)作；漏水問題就會(huì)持續(xù)出現(xiàn)，使其導(dǎo)軸承被水浸沒，干擾了機(jī)組的正常工作，影響了正常工作；本文分析了主軸密封漏水的真正原因，擬定出可靠的處理對(duì)策，經(jīng)過改良的主軸密封，經(jīng)過一段時(shí)間的工作，運(yùn)作正常，其漏水量也在預(yù)想范圍之內(nèi)。
　　1　立式水輪機(jī)主軸密封的工作原理
　　在水輪機(jī)運(yùn)作的時(shí)候，密封塊下控是根據(jù)250kPa～300kPa的壓力較干凈的水，然后使密封塊通過抵制自身的重量上可以漂浮起來，讓此牢固在主軸上的盤旋環(huán)的Z上面，主軸滾動(dòng)是帶領(lǐng)抗磨環(huán)結(jié)合滾動(dòng)。其密封塊是裝置在活塞密封座里，在密封上設(shè)置了4根直徑為12mm的定位銷，從而阻礙密封塊只可以上下行動(dòng)，不可以做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)和沿半徑的方向疏通。密封塊的上下都放置了4個(gè)直徑為6mm的暢流洞。如圖1所示。

　　在密封塊下控沒有壓力的時(shí)候，密封塊僅能根據(jù)自己本身降落到下面，在活塞下控流入壓力水的時(shí)候，密封塊因?yàn)閴毫Φ挠绊懴律蠞q到Z上面，從而在頂蓋和主軸之中制止漏水的情況。在一般情況下，密封塊運(yùn)作的時(shí)候；水流又直接流至到密封塊上面。在密封塊和轉(zhuǎn)動(dòng)觸碰的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)少量水流流出，經(jīng)過Z上層的排管流入集水井。在這工作的時(shí)候，流水變的量大可以制止密封塊工作的時(shí)候過度磨損而損壞，主軸密封主要是起到封閉的作用，密封圈是根據(jù)外部重壓水與本身分量的條件下，貼緊與旋轉(zhuǎn)抗磨環(huán)上面，阻止了水輪機(jī)和頂蓋上的流水情況，從而水不會(huì)流到頂蓋上面，Z終閉水的功效。
　　2　主軸密封的構(gòu)造
　　立式水輪機(jī)組的主軸密封的作用主要是給水壓平衡式機(jī)械密封的，利用了水光滑與冷藏，水主要是取自于機(jī)組技能提供水的一個(gè)系統(tǒng)。這種機(jī)械密封是依據(jù)密封塊、轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨環(huán)、操作環(huán)限位導(dǎo)向桿等組合配置，主軸密封轉(zhuǎn)化抗磨環(huán)可以直接加工在聯(lián)軸螺栓維護(hù)蓋上牢固的限制，主要是根據(jù)兩段半圓形構(gòu)成組合的，安裝在密封的水槽內(nèi)，是“不銹鋼骨架和聚四氟乙烯摩擦副”成為堅(jiān)硬不易變形的性質(zhì)，圖2是斷面水壓式密封構(gòu)造。

　　3　主軸密封漏水的原故解析
　　1）原故解析。一般情況下，水輪機(jī)的運(yùn)作密封是不是很好主要在于密封塊和轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨片的結(jié)合有沒有間隙，從問題出現(xiàn)的角度考慮，漏水量形成特別大，一定和密封環(huán)和轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨環(huán)的結(jié)合點(diǎn)不是很嚴(yán)密有關(guān)系，正常漏水原因和以下條件有關(guān)。（1）此技術(shù)供水管道的管子半徑正常都特別??；從而在密封塊下控的壓力水流隨之變化更小，正常少于暢流孔的漏水的水量，這樣就沒有壓力，在沒壓力的時(shí)候密封塊被頂起來的可能性很小。密封塊和轉(zhuǎn)環(huán)兩者不是很緊密，持續(xù)漏水。（2）一般在裝置的時(shí)候，正常都是可以確保密封環(huán)和轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨環(huán)的之間的交鋒，但是有時(shí)候密封環(huán)被堵塞著，還有阻礙一般超越密封環(huán)自己的重量和外界水的壓力，使得密封的交鋒面的位置沒有成為水膜，從而密封沒有效果。（3）在轉(zhuǎn)動(dòng)換上每一個(gè)速率方位都是在繞圈運(yùn)動(dòng)的和圓相切的直線角度，但是這物體接觸和移動(dòng)的方位是相反的，密封塊在運(yùn)作中的受力和重力、水壓力、摩擦力有關(guān)，這樣不停工作，因?yàn)槎ㄎ讳N的束縛，常常會(huì)出現(xiàn)密封塊的定位銷孔和定位銷合體，從而使得密封塊所損壞。
　　2）主軸密封受力的有關(guān)丈量算法和解析。（1）受力分析。①重力：主軸密封自重產(chǎn)生的壓強(qiáng)是p=（22.18kg×9.8m/s²）÷686.88cm²÷10=3.2kPa。②摩擦力：橡膠對(duì)不銹鋼Z大的干摩擦因數(shù)是1.50～0.75，主軸密封主要是因?yàn)樗Σ粒湟驍?shù)是0.20～0.25。③將對(duì)主軸密封產(chǎn)生的壓力進(jìn)行穩(wěn)定，下方軸密封另外施加4.7kPa的壓力，一般機(jī)組主軸密封升起的水壓至少為9.5kPa。在上述結(jié)構(gòu)中主軸密封所需水壓為20kPa大概是正確條件下的2倍左右，這樣可以足夠壓力所需，使得機(jī)組密封不能頂起來，根本不是供水壓力不夠的原因?qū)е隆＃?）主軸密封的水量計(jì)算算法。漏水面積：4個(gè)定位銷孔漏水面積為3.52cm²；4個(gè)排水孔面積為1.13cm²；測(cè)量主軸密封距離兩邊的空隙約為1mm，而橡膠密封兩側(cè)漏水面積大約為27.85cm²。主軸密封供水面積：直徑為15mm的鍍鋅管的壓力管道，其過水?dāng)嗝娣e為1.77cm²。從以上的計(jì)算可得出：機(jī)組主軸密封的供水管橫截面積為1.77cm²，而漏水的面積卻超過了32.50cm²，導(dǎo)致供水量不能將主軸密封頂起并與轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)銜接。實(shí)際的水壓小于供水管除壓力表顯示的100kPa，實(shí)際壓力為5.5kPa。由于壓力不足正常運(yùn)行所需的9.5kPa，所以主軸密封無法正常操作，導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)密封。
　　4　處理方法
　　綜上所述可知，想解決主軸密封漏水的問題需要綜合考慮水量、壓力這兩方面的因素，要從根本上解決問題。1）將主軸密封處6mm的小膠條進(jìn)行替換，嘗試厚度6.1mm或6.2mm做替代，以主軸密封裝置可用自重來進(jìn)行上下運(yùn)行為選擇標(biāo)準(zhǔn)。2）對(duì)于主軸密封座處密封條直徑偏大或偏小以及老化問題，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行工藝改良。3）對(duì)原主軸供水的管道進(jìn)行改造，將供水環(huán)管供水所用連接的單根DN15管路，更改為供水環(huán)管直接可以供水，由DN25供水管連接。4）提高主軸密封水壓至300kPa，使用供水發(fā)來調(diào)節(jié)水量、水壓，從而控制主軸密封處與頂蓋之間的摩擦力以及頂蓋所承受的壓應(yīng)力，來避免摩擦過于強(qiáng)烈，應(yīng)當(dāng)以密封出減少漏水為調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)。5）將主軸密封件摩擦導(dǎo)致的變形材料進(jìn)行及時(shí)的處理，可以Z大程度保證摩擦面的整齊。6）可將一些6mm密封面潤滑水的引入孔封堵，選擇專用硅膠進(jìn)行封堵，這樣就可以產(chǎn)生壓力。來維持足夠的供水壓力。7）依照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)規(guī)定，分析之后可以對(duì)主軸密封件處的2個(gè)半圓端進(jìn)行密封膠合。8）在以往的主軸密封管道處另加一個(gè)700kPa壓縮空氣管路，來使得主軸不運(yùn)作的時(shí)候密封塊升起，使得主軸不與轉(zhuǎn)動(dòng)抗磨環(huán)貼合過于緊湊?？梢源_定技術(shù)供水出現(xiàn)問題時(shí)頂蓋水位不能快速上升，不發(fā)生水淹導(dǎo)軸承的現(xiàn)象。
　　5　結(jié)論
　　因?yàn)橹鬏S密封是水輪機(jī)的主要核心，但是經(jīng)常出現(xiàn)繁瑣的問題，同時(shí)也阻止機(jī)組正常工作，會(huì)導(dǎo)致很多問題，通過對(duì)立式水輪機(jī)主軸密封漏水故障真正解決之后，這樣才可以正常工作。
　　參考文獻(xiàn)
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　　[2]翟建平，廖煥華.水輪機(jī)主軸密封漏水的故障分析及處理[J].潤滑與密封，2011（12）：104-106.

來源：《科學(xué)家》2017年11期