軸流轉漿式水輪機槳葉密封更換安裝工藝方法

顧暉+孔德舉

【摘 要】黃河水電蘇只水電站軸流轉漿式水輪機，A級檢修時對槳葉兩道“V型”及“凹型”密封圈更換安裝的工藝方法進行詳細介紹，論證其工藝方法的合理性及經濟性。

【關鍵詞】蘇只水電站；軸流轉漿式水輪機；A級檢修；槳葉密封

0 概述

蘇只水電站裝有3臺7.5萬千瓦軸流轉漿式水輪發電機組，水輪機型號ZZ（K15）—LJ—840，總裝機容量22.5萬千瓦，多年平均年發電量為8.79億千瓦時。電站自2003年11月1日起開工建設， 2005年12月30日蘇只水電站首臺機組正式并網發電。

2015年1月25日—6月12日蘇只電站安排電站第一臺機組（3號機組）A級檢修以下簡稱A修。根據3號機組運行維護記錄發現轉輪槳葉存在漏油現象，每年需要補充10桶左右（一桶為175KG）46#透平油，轉輪槳葉漏油現象直接影響機組安全、經濟可靠運行。

在本次A修中對3號機組5片槳葉密封圈進行了更換處理，槳葉密封圈是由業主提供備品，在檢修中發現密封圈備品尺寸（直徑偏大）不合格需切割、粘接后使用，回裝完畢后進行槳葉16小時動作試驗中發現2#、3#槳葉在第3小時開始漏油，分解檢查發現槳葉密封圈已破損、堆積。為此我們重新購置合格槳葉密封圈并討論制定了槳葉密封圈更換施工工藝后進行回裝，槳葉16小時動作試驗后檢查槳葉無漏油現象。現對檢修時槳葉密封更換詳情進行如下介紹。

1 槳葉密封第一次更換安裝情況

1.1 前期工作

1）查閱蘇只電站轉輪槳葉裝配圖，根據圖紙標明槳葉密封為兩道“V型”及“凹型”密封圈組成（見圖1），準備密封圈備品。

2）開啟尾水管進人門進行槳葉動作實驗，經檢查3號槳葉密封壓板出有漏油現象（如圖2）。

3）轉輪整體吊出至轉輪檢修工位，分解水輪機聯軸螺栓，支持蓋及水輪機主軸吊至工位。

4）轉輪體排油，3#槳葉分解、檢查發現槳葉兩道“V型”及“凹型”密封圈破損嚴重，樞軸與槳葉金屬密封面有少量劃痕（如圖3）。

5）分解其它4片槳葉檢查發現槳葉兩道“V型”及“凹型”密封圈均有少量破損，樞軸與槳葉金屬密封面有少量劃痕。

6）槳葉分解后發現除圖紙上標注的槳葉與樞軸銅瓦接觸面一道Φ8密封條以外，還在槳葉金屬密封銅環內沿處有一道Φ8密封條。

1.2 處理過程

1）全面清掃槳葉、樞軸接觸面。

2）對樞軸與槳葉金屬密封面少量劃痕用天然油石進行研磨，研磨完畢后用刀口尺對金屬密封面進行測量，刀口尺與金屬密封面用0.02mm塞尺不通過為合格。

3）槳葉兩道“V型”及“凹型”密封圈與槳葉軸頸和內側壓環進行預裝，發現四道備品密封圈直徑偏大并且材質較軟，經討論決定根據圖紙要求對密封圈進行現場切割、粘接配裝。

4）密封圈粘接完畢回裝槳葉，槳葉回裝至密封安裝位置，現將第一道“V型”密封圈用專用工具（木質楔子板）推入至內側壓環位置，再依次將密封圈推入到安裝位置。

5）密封圈安裝到位后回裝外側密封壓環，恢復槳葉密封壓板后打緊槳葉螺栓。

6）回裝工作完畢后進行0.8MPa（30分鐘）轉輪體打壓試驗，發現2號槳葉密封出現漏油現象。為此將2#槳葉密封壓板螺栓全部旋松后再對稱進行緊固，2#槳葉密封漏油現象停止。

7）轉輪體保壓試驗完畢進行槳葉16小時動作試驗（槳葉1小時全開、全關動作一次），2#、3#槳葉在第3小時開始漏油，對槳葉密封壓板螺栓再次進行調整但漏油現象無法消除，檢查發現3#槳葉密封壓板間隙處已有密封碎屑擠出。

8）槳葉16小時動作試驗失敗，立即對2#、3#槳葉進行分解。槳葉分解后檢查發現2#、3#槳葉密封已大量破損并有堆積現象（如圖4）。隨后對其他槳葉進行分解檢查發現第一道 “V型”密封圈均有少量翻邊現象（如圖5）。

1.3 原因分析

1）本次更換的槳葉兩道“V型”及“凹型”密封圈與圖紙尺寸不符和密封圈材質較軟現象，安裝時要對密封圈進行切割、粘接，在進行切割、粘接時工作人員對密封圈的松緊度無法完全控制會出現密封圈尺寸過大或過小現象；密封圈尺寸過小，槳葉動作時密封圈與槳葉軸頸摩擦增大密封圈容易發生撕損情況，密封圈尺寸過大會在旋緊壓板螺栓后發生密封圈堆積現象，槳葉動作時槳葉軸頸摩擦堆積密封圈容易發生撕損情況。

2）在第一道“V型”槳葉密封圈更換推進時，使用的專用工具（木質楔子板）因端部硬度較大，在推進較軟材質的密封圈時容易發生密封圈翻邊、擠邊等現象。

3）根據實際測量槳葉金屬密封銅環內沿與槳葉接觸面有11mm間隙，加裝的Φ8密封條無壓縮量起不到密封作用。

4）在回裝槳葉密封壓板時發現，2#、3#槳葉進、出水邊兩側壓板較緊，需要外力打擊壓板才能回裝到位，這樣回裝槳葉密封壓板時密封圈容易受外力擠壓造成堆積。

5）槳葉密封圈安裝時工作人員對施工工藝不夠規范，也會導致密封圈安裝不到位發生槳葉漏油現象。

1.4 解決辦法

1）聯系廠家制作密封圈，密封圈材質、尺寸要與圖紙技術要求一致。

2）對推入密封圈的專用工具進行了改良，切割一段更換下來的“凹型”密封圈粘接到特制的把手上，專用工具端部使用“凹型”密封后因材質、形態與第一道 “V型”槳葉密封圈相近可減少翻邊、擠邊等現象，制作的專用手柄也解決了槳葉法蘭進、出口邊密封圈安裝困難的問題（如圖6）。

3）槳葉金屬密封銅環內沿與槳葉接觸面密封條更換為Φ10密封條。

4）回裝槳葉時注意安裝位置，槳葉法蘭把合面與樞軸接觸面要有5—6cm的距離，保證槳葉進、出水邊兩側密封壓板順利安裝，避免使用外力安裝槳葉進、出水邊兩側密封壓板。壓板在回裝前在壓板表面涂抹少量潤滑脂，減少壓板安裝時與壓環摩擦造成密封圈錯位、損傷的幾率。

5）為使本次槳葉密封更換工作一次性成功，特制定槳葉密封圈更換檢修工藝及注意事項，并要求施工人員在整個施工過程中嚴格執行。

2 槳葉密封第二次更換安裝情況

1）槳葉回裝前檢查樞軸表面與槳葉法蘭結合面平滑無高點、毛刺。

2）首先將兩道“V型”及兩道“凹型”密封圈與槳葉密封內側壓環進行配裝。

3）密封圈預裝合適后在密封壓環與第一道“V型”密封圈結合面上涂抹黃油進行黏結。槳葉回裝至密封圈安裝位置時將密封壓環與第一道“V型”密封圈用自制專用工具對稱慢慢推入，安裝到位后用手電觀察“V型”密封圈是否有錯位、翻邊現象，槳葉葉片進出口根部無法觀察到的部位用塞尺進行檢查。

4）第一道“V型”密封圈回裝到位進行三級驗收合格后進行第二道密封圈回裝，在第二道凹型密封圈與第一道密封結合部位涂抹黃油后對稱推入到位。第三道、第四道密封圈按以上步驟進行。

5）四道密封圈回裝到位后再次用手電觀察密封圈是否有錯位、翻邊現象，槳葉葉片進出口根部無法觀察到的部位用塞尺進行檢查。經三級驗收合格后回裝外側密封壓環。

6）回裝槳葉密封壓板，把合密封壓板螺栓時要安排專人進行，對稱把合壓板螺栓，把合力度要均勻。

7）回裝槳葉，打緊槳葉把合螺栓。

8）進行16小時槳葉動作試驗，全面檢查槳葉無滲漏油現象。

3 結論

對于軸流轉槳式水輪機，轉輪是其重要的核心部件之一，而轉輪做為在水下運行的一套獨立油壓控制設備，其槳葉的密封性能直接影響到水輪發電機組的安全穩定運行，槳葉漏油不僅造成透平油的浪費，而且會造成水輪機壓油裝置的頻發啟動造成設備的損傷，更會造成對我們賴以生存的母親河的污染。

蘇只軸流轉槳式水輪機處理槳葉漏油必須將轉輪整體吊出機坑，分解槳葉后方可檢修，檢修條件及過程比較復雜。因此槳葉漏油處理一次性成功與否會直接造成人力、物力的浪費及檢修工期延誤等后果。通過本次對蘇只電站轉輪槳葉密封安裝的良好實踐，對軸流轉槳式水輪機的安全、穩定、經濟運行及今后的檢修打下良好的基礎。

[責任編輯：楊玉潔]