水轮机主轴密封的几点改进
2011-10-19
作者：金毅 （吉林省敦化市珍珠门电站）
吉林省敦化市珍珠门水电站总装机容量为3200kW，发电机单机容量800kW。共4台水轮机，其中两台是福建南平市发电设备厂产的ZD661—LH—120型。另两台是湖南邵阳产ZD560—LH—120型。
发电厂房是延边水利水电勘测设计院根据南平机组设计的土建部分。
由于70年代末80年代初小水电的行政隶属关系变动。本来只能安装四台机组的厂房。却在两个厂家订8台机组。Z后经协商每个厂家备买两台，退回两台。这就出现了在同一个厂房内安装两种不同机型的水轮机。给前期安装和后期管理带来诸多不便。
邵阳产ZD560型水轮机设计安装高程比南平产ZD661型水轮机设计安装高程高0.72m。为适应土建部分要求。同ZD661型水轮机保持同一安装高程，所以只能把ZD560型水轮机的安装高程降低0.72m。其它相应的部份，发电机主轴，调速器轴等也做了相应的改动。
因为ZD560型水轮机原设计安装高程高。主轴密封，只采用了一层平板密封。当安装高程降低以后，改变了运行参数。在正常尾水位时，负荷带到500kW时，就出现水导严重上水现象。采用两台射流泵外加1台1寸潜水泵排水才能勉强带到560～580kW。远达不到800kW的满出力。
在1991年7月30日的那次大洪水时，水轮机层上水达到1.1m。严重威胁发电运行设备的安全。
1991年末大修时我们对ZD560型水轮机的密封进行了改进：
(1)在泄水锥的顶端固定镙栓处增加了一个逆止橡胶平板密封。
(2)在转轮体上部。增焊4个压水叶片。使密宫环的转轮体在叶片的作用下，形成一个既向下又向外的离心力。在主轴平板密封以下产生一个负压力区。当转轮上出现正压力值时。当到达负压区时就被负压值抵消。
(3)改制了原动平板。并动平板下增加4个向下压水叶片。
(4)在橡胶平板止的下面增加一个静平板托架，以保证其相动稳定性。
(5)动静平板的安装配合间隙缩小为30～50μm(3～5道)。
(6)增加动静平板润滑水的供水保证率和供水质量。防止因配合间隙小产生摩擦出现高温烧毁平板，或泥沙摩损造成间隙大。
保证动静平板始终在水润滑条件下运行。同时也能保证由于压水叶片作用产生真空的补水。避免产生气蚀。
运行中的注意事项：
(1)润滑水必须保持水质清洁无泥砂，可增设自制滤水器。水轮机层地面保证无泥砂掉到水导下的平板密封内，以防止磨损。
(2)抽水射流泵与动平板高度保持3～5cm的距离。并保证不得出现堵塞现象，防止淹水导。
(3)水导可装设水位信号浮子继电器，以便运行人员监视水导上水情况。
经过几年来的运行实践证明：此项改进工艺简单可行，效益明显，并经受了多次洪水考验。其中一次洪水达到电站设计洪水尾水位，也能保证正常发电。
根据以上经验，我们对ZD661的水导也进行了平板密封的改进。从1997年开始取消了空气围带轴密封，效果也很理想。节省了每年1付围带开支。
据此建议水轮机制造厂家采取该项改进技术可以改善水轮机的运行参数。在确定水轮安装高程时，可适当降低安装高程，增加埋置深度，以提高单机出力和水头有效利用率。同时也可减少转轮叶片的汽蚀度，从而减少运行检修成本，提高投资效益。
(收稿日期：1999-03-8)
