六甲1#、2#机组水轮机顶盖排水系统改造.pdf
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1、广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 4 ( 6 ) 机电技术 六甲1 # 、 2 样 机组水轮机顶盖排水系统改造 苏家敏 , 陈昌凡 ( 广西建设集团有限公司金城江水力发电厂, 广西金城江5 4 7 0 0 0 ) 【 摘要 六甲水电站 1 、 2 机组原主轴密封均采用橡胶平板式密封方式, 设备运行期间顶盖漏水量大, 时常因抽水泵 故障导致水淹水导轴承, 针对这一问题对水轮机主轴密封型式和排水方式进行改造。改造后, 节省排水能耗和检 修费用,
2、 运行3 年效果 良好。 【 关键词 水轮机顶盖; 排水系统; 原理; 改造 中图分类号 T M3 1 2 2 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 o 1 4 ) 0 6 一 【 ) ( 】 5 8 0 3 1 概 况 六 甲水电站于 1 9 6 5 年 1 1 月动工兴建 , 安装 2 台 匈 牙利产卡普兰 K 0 2 0 6 1 8 7 0 V L水轮发 电机组 。 自 1 9 6 8 年运行 至今 已近 4 0 年 , 已趋于老化和带病 运行状态。2 0 0 9 年 1 O 月至2 0 1 1 年 5 月进行增容改 造 , 装设 2 台四川德阳东方 电
3、机技改服务有 限公司 生产的Z D 5 4 8 一 L J 一 1 9 5 水轮发电机组 , 按设计要求 改造后机组顶盖排水采用水泵排水方式 , 依靠放置 在水车室内两 台型号为 2 T C 一 2 7 , 转速 2 9 0 0 r mi n , 排量 1 1 n l h , 功率 1 5 k W 的 自吸水泵将 主轴密封 漏水及顶盖漏水排往集水井 。根据原机组实 际运 行情况 , 自吸泵在机组备用 、 运行时总是投入 , 一是 耗费厂用电, 二是长期运行极易发生故障抽不上 水 , 导致水淹水导轴承 。为此 , 对顶盖排水系统 进 行 了改造。 2 机组顶盖排 水 系统改造 基于轴流式水轮发
4、电机组结构 型式 限制 。其 水轮机顶盖积水( 主要是主轴密封止水 面的漏水形 成的 ) 只能依靠水泵排人集水井 , 无 法像大多数混 流式机组那样 自流排 出。如果水泵 或控制 回路 出 现故障积水无法排除, 会导致水淹顶盖、 淹没轴承 等事故 。水导轴 承透平油进水会影响油膜并 引起 轴颈锈蚀。 当水 淹水导轴承后必须进行停机更换 油槽透平油并清洗水导 , 处理水导轴瓦 , 检查水泵 控制回路等工作, 不仅加大工作量 , 而且停机造成 电站较大 的经济损失 。为此 , 必须对顶盖排水 系统 进行改造 : 主轴密封型式的改造; 顶盖积水排 水方式的改造。 2 1 主轴密封型式改造 2 1 1
5、 橡胶平板式密封方式工作原理及缺 陷 2 0 0 9 年改造前 , 六 甲水 电站 的 1 - 4 机组 , 拔 贡 水电站的 1 - 5 机组均采用双层橡胶平板式密封装 置。平板密封主要是靠两块环形封水平板橡胶在 密封座 内的水压作用下发生挠曲变形 , 分别压紧各 自对应 的密封环 , 达到封水的 目的 , 其 中上封水橡 皮板和下封水橡皮板 固定在密封座上不动 , 上 、 下 转动环把紧在主轴上和主轴一起旋转 , 密封座 内的 压力水从外部接入, 摩擦面靠密封压力水的少量渗 漏水来润滑冷却 , 从上部渗漏 出来 的水用排水管通 过水泵排走 ( 见图 1 ) 。 、 主 轴 封座 图1 橡胶
6、平板式密封方式工作原理示意图 橡胶平板式密封方式存在以下缺陷 : 密封效 果不是很好, 抬机时漏水 ; 使用寿命没有其他类 【 收稿 日期】 2 0 1 4 -1 1 - 2 0 作者简介】 苏 家敏 ( 1 9 7 7 ) , 男 ( 壮族 ) , 广西大化人 , 广西建设集团有限公 司金城 江水 力发电厂助理T程师 , 主要从事水 电站生产技术管理及 机械检修T作 。 58 广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 4 ( 6 ) 型密封长 ,
7、 特别是汛期水流含泥沙多 , 橡胶平板更 易磨损, 每年检修都需要检查, 更换 ; 不符合节能 的要求 。 2 1 2 接触式机械端面密封方式工作原理及优点 ( 1 ) 接触式机械端面密封 , 它是依靠弹簧将装 有耐磨不锈钢的静止环顶起 , 使静止环和固定在主 轴上的不锈刚转动环紧贴起到密封作用, 此类密封 止水效果好 , 使用寿命长, 易于维护; ( 2 ) 按 目前水 电厂推行 的少人值班运行方 式 , 从维护及节能方面考虑, 此类型的主轴密封适合本 厂现行要求 。 2 2 排水方式的改造 综合 维护 、 节 能及本 厂机组结构 因素考虑 , 通 过 比对 图纸 , 现场勘测 , 采取 了
8、顶 盖 自流排水 的方 式 , 将水 自流排往集水井 。在顶盖水导轴承座安装 平面 , 5 、 6 导叶套筒之间 , 割开一个约 7 0的孑 L , 焊 接上填料 函 , 孔对应 的座环位于蜗壳末 端 , 掏空一 个约 7 5 孔直至 口径为 3 0 0 0 mm的引水管内部 , 将 一 口径 D N 6 5 无缝钢管从引水管壁过到蝴蝶阀后部 穿出 , 排至集水井( 见图2 ) 。座环处连接管为 D N 6 5 内丝, 管外壁与座环, 蜗壳焊为整体, u T 探伤无碍后 防腐处理 。安装好顶盖后 , 拧入 D N 6 5 外丝排水管 , 丝扣处涂螺纹密封胶防止漏水。压人填料 、 上 紧压 盖止
9、漏 ( 见 图3 ) 。通过改造后 : 进行排水量测量 , 常 态下排水管径 D N1 5 , 常压下水流满管, 流速0 4 m s , 流量0 3 5 I T I h 流水量。 图2 自流排水管走 向示意图 图3 自流排水管止漏安装示意图 2 3 经济效益 按 年机组可用小 时数 : l 机组 7 9 5 8 h , 2 机组 7 6 1 7 h 计 , 改造前后年 能耗见 表 1 , 从表 1 可 以看 出 : 改造后两 台机组共节约能耗 7 3 1 3 2 1 k W h , 改 造前 l 、 2 机组检修主轴密封人工费用约 5 3 2 0元 , 改造后主轴密封 只以检查为主 , 对于引
10、水管 中架设 的排水 管 , 要进行 焊道检查 , 防腐处理 , 人 工费很 少 , 两台机组只需 4 0 6 0 0 元 , 改造效益显著 。 表 1 改造前后经济效 益比较表 + 可用小( 漏) 排水量 m 年能耗 ( k W h ) 检修人1 _ 费 元 时数 h 改造前改造后改造前改造后改造前 改造后 1 7 95 8 8 7 5 38 2 7 8 53 3 8 2 0 2 8 3 5 6 26 6 0 2 0 3 0 0 2 7 61 7 8 3 7 8 7 2 6 6 6 36 5 6 55 7 9 9 8 26 6 0 2 0 3 0 0 注 : 1 水 泵功率 1 5 k W,
11、 排水 量 5 0 I ll h ; 2 检修T费 以2 0 1 1 年河 池丁程建设造价, 机械T、 起重丁、 油漆T单 日 人工费总和。 3 结语 至 2 0 1 3 年 止 , 六 甲 1 、 2 机组顶 盖排水 系统改 造经过近 3 年 的运行 , 检修检查没有 出现任何 问题 , 无论从设备能耗 , 人工投人等方面来看 , 证 明改造 是成功 的。此类改造 , 对于轴流机组的顶盖积水采 取 自流排出是一次大胆尝试 , 可供类似小水 电站的 增容改造工程参考。 参考文献 1 周德智冰 轮机的主轴密封【 J J 东方电机, 1 9 9 8 ( 1 ) : 1 8 2 7 【 2 】 奇成
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