燈泡貫流式機(jī)組磨損補(bǔ)償型主軸密封應(yīng)用及研究

蒲洪堅(jiān)，肖遙，丁暉慶，鄧亞

（懷化沅江電力開發(fā)有限責(zé)任公司洪江水力發(fā)電廠，湖南 懷化 418000）

1 概述

洪江電廠主軸密封裝置自機(jī)組投產(chǎn)后，便存在使用壽命短的問題，每臺機(jī)組每年需進(jìn)行1～2次主軸密封更換，且主軸密封損壞多發(fā)生在汛期水電大發(fā)期，極大地影響了電廠的發(fā)電效益，且搶修周期短，作業(yè)人員搶修壓力大，人工成本投入大，一定程度上制約了電廠發(fā)電效益并導(dǎo)致作業(yè)人員高強(qiáng)度疲憊作業(yè)。

2 情況分析及處理

該成果通過壓板對主軸L型工作密封提供更大、更均勻的預(yù)壓力，使L型密封面緊緊貼著密封襯套，從而實(shí)現(xiàn)磨損自補(bǔ)償。L型密封的密封邊呈現(xiàn)楔形結(jié)構(gòu)，盡可能地實(shí)現(xiàn)線性密封，減少了密封面的面積，從而實(shí)現(xiàn)減少摩擦發(fā)熱，且密封面的減少降低了對潤滑水的要求，并有利于汛期泥沙較多時(shí)減少泥沙在密封面的停留時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)延長主軸密封使用壽命的目的。

該成果通過優(yōu)化主軸密封L型張角與密封壓板之間的配合工藝，實(shí)現(xiàn)了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)革新：一是L型密封與耐磨襯套間預(yù)壓力顯著增大；二是密封面積的顯著減少，同時(shí)減少了摩擦生熱面積，且因預(yù)壓力增大的因素，密封面積大小受水壓影響顯著減少。

該成果特點(diǎn)：

（1）實(shí)現(xiàn)主軸密封潤滑水?dāng)嗔鞅Ｗo(hù)功能，主軸密封潤滑水?dāng)嗔?，主軸密封無任何燒損，主軸密封漏水量未見增大。

（2）密封性能良好，開機(jī)并網(wǎng)狀態(tài)下，主軸密封平均漏水量＜4.5L/min，部分機(jī)組漏水量＜1L/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于哈電設(shè)計(jì)值≤50L/min。

（3）整條壓板固定提供預(yù)壓力，較彈簧補(bǔ)充結(jié)構(gòu)而言，壓板受溫度及水力因素的影響更小，提供的預(yù)壓力更穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)磨損的均勻補(bǔ)償。

（4）實(shí)現(xiàn)磨損補(bǔ)償，密封襯套磨損8mm深度情況下，依然可做到密封良好，主軸密封裝置的工作密封平均使用壽命達(dá)到6年，最長可達(dá)8年，實(shí)現(xiàn)了主軸密封裝置的免維護(hù)。

主軸密封結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由主軸密封襯套（抱在大軸上），密封壓板（金屬材質(zhì)）、楔形工作密封（聚氨酯材質(zhì)）、密封底座（金屬材質(zhì)）組成，其中密封底座上帶有螺紋孔，密封壓板上帶光孔，楔形工作密封根據(jù)密封壓板及密封底座上的孔現(xiàn)場配鉆光孔，在螺栓的作用下，楔形工作密封被牢牢固定于密封壓板及密封底座之間。

圖1 主軸密封結(jié)構(gòu)

如圖2所示，在密封壓板緊固螺栓的作用下，壓板產(chǎn)生向下的壓力F1，在壓板向下壓力F1作用下，密封底座產(chǎn)生反向作用力F2及F3，在恒定壓力F3的作用下，工作密封張角打開，從而使得楔形密封面緊緊貼著密封襯套，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的密封性。并且楔形密封與襯套接觸的密封面積小，即密封的實(shí)際面積小，這就實(shí)現(xiàn)了密封潤滑水?dāng)嗔鞯那闆r，工作密封因?qū)嶋H發(fā)熱量極小，密封磨損下，不會因?yàn)槊芊鉂櫥當(dāng)嗔鞫霈F(xiàn)密封燒損事件。并且因?yàn)樽畲笙薅鹊販p少摩擦熱量的產(chǎn)生，進(jìn)而減緩了工作密封的磨損，并且密封磨損后，在將要與襯套產(chǎn)生間隙時(shí)，在力F3作用下，工作密封又一次緊緊貼住工作密封，實(shí)現(xiàn)了密封的自補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了主軸密封的楔形工作密封，平均使用壽命長達(dá)6年，最長使用壽命可達(dá)8年，完全可實(shí)現(xiàn)機(jī)組一個(gè)大修周期內(nèi)無須進(jìn)行主軸密封的檢修工作，主軸密封在一個(gè)大修周期內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定安全運(yùn)行，極大地提升了電廠的發(fā)電效益，同時(shí)，減輕了機(jī)組檢修的人力成本，并且對現(xiàn)在推行的設(shè)備狀態(tài)檢修具有十分積極的效益。

圖2 主軸密封工作原理

3 實(shí)施效果

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

該成果實(shí)施后，立式機(jī)組可避免主軸密封漏水量大，頂蓋水位高引起的機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，臥式機(jī)組可避免水導(dǎo)軸承油混水、及漏水嚴(yán)重導(dǎo)致水淹廠房風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)因使用壽命長達(dá)6年，基本實(shí)現(xiàn)主軸密封裝置的免維護(hù)。

該成果的經(jīng)濟(jì)效益：以洪江電廠為例，搶修主軸密封工作時(shí)長最短為24h，6臺單機(jī)4.5萬kW的機(jī)組，每年因主軸密封搶修減少發(fā)電量為6×4.5×24=648萬kW·h，項(xiàng)目實(shí)施后，每年可增加發(fā)電效益648萬元×0.35元/kW·h=226.8萬元。

3.2 社會效益

電廠投入磨損補(bǔ)償型主軸密封裝置后，減少了主軸密封裝置維護(hù)的人工投入，提高了設(shè)備安全可靠性能，使發(fā)電效益、設(shè)備健康水平有較大提升，起到良好效果?？稍谖辶韫緝?nèi)部兄弟電廠、行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。