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水輪機主軸密封的幾點改進
2011-10-19
作者：金毅 （吉林省敦化市珍珠門電站）
吉林省敦化市珍珠門水電站總裝機容量為3200kW，發電機單機容量800kW。共4臺水輪機，其中兩臺是福建南平市發電設備廠產的ZD661—LH—120型。另兩臺是湖南邵陽產ZD560—LH—120型。發電廠房是延邊水利水電勘測設計院根據南平機組設計的土建部分。
由于70年代末80年代初小水電的行政隸屬關系變動。本來只能安裝四臺機組的廠房。卻在兩個廠家訂8臺機組。Z后經協商每個廠家備買兩臺，退回兩臺。這就出現了在同一個廠房內安裝兩種不同機型的水輪機。給前期安裝和后期管理帶來諸多不便。
邵陽產ZD560型水輪機設計安裝高程比南平產ZD661型水輪機設計安裝高程高0.72m。為適應土建部分要求。同ZD661型水輪機保持同一安裝高程，所以只能把ZD560型水輪機的安裝高程降低0.72m。其它相應的部份，發電機主軸，調速器軸等也做了相應的改動。
因為ZD560型水輪機原設計安裝高程高。主軸密封，只采用了一層平板密封。當安裝高程降低以后，改變了運行參數。在正常尾水位時，負荷帶到500kW時，就出現水導嚴重上水現象。采用兩臺射流泵外加1臺1寸潛水泵排水才能勉強帶到560～580kW。遠達不到800kW的滿出力。
在1991年7月30日的那次大洪水時，水輪機層上水達到1.1m。嚴重威脅發電運行設備的安全。
1991年末大修時我們對ZD560型水輪機的密封進行了改進：
(1)在泄水錐的頂端固定鏍栓處增加了一個逆止橡膠平板密封。
(2)在轉輪體上部。增焊4個壓水葉片。使密宮環的轉輪體在葉片的作用下，形成一個既向下又向外的離心力。在主軸平板密封以下產生一個負壓力區。當轉輪上出現正壓力值時。當到達負壓區時就被負壓值抵消。
(3)改制了原動平板。并動平板下增加4個向下壓水葉片。
(4)在橡膠平板止的下面增加一個靜平板托架，以保證其相動穩定性。
(5)動靜平板的安裝配合間隙縮小為30～50μm(3～5道)。
(6)增加動靜平板潤滑水的供水保證率和供水質量。防止因配合間隙小產生摩擦出現高溫燒毀平板，或泥沙摩損造成間隙大。
保證動靜平板始終在水潤滑條件下運行。同時也能保證由于壓水葉片作用產生真空的補水。避免產生氣蝕。
運行中的注意事項：
(1)潤滑水必須保持水質清潔無泥砂，可增設自制濾水器。水輪機層地面保證無泥砂掉到水導下的平板密封內，以防止磨損。
(2)抽水射流泵與動平板高度保持3～5cm的距離。并保證不得出現堵塞現象，防止淹水導。
(3)水導可裝設水位信號浮子繼電器，以便運行人員監視水導上水情況。
經過幾年來的運行實踐證明：此項改進工藝簡單可行，效益明顯，并經受了多次洪水考驗。其中一次洪水達到電站設計洪水尾水位，也能保證正常發電。
根據以上經驗，我們對ZD661的水導也進行了平板密封的改進。從1997年開始取消了空氣圍帶軸密封，效果也很理想。節省了每年1付圍帶開支。
據此建議水輪機制造廠家采取該項改進技術可以改善水輪機的運行參數。在確定水輪安裝高程時，可適當降低安裝高程，增加埋置深度，以提高單機出力和水頭有效利用率。同時也可減少轉輪葉片的汽蝕度，從而減少運行檢修成本，提高投資效益。
(收稿日期：1999-03-8)
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