摘要：文章论述了某厂一号水轮发电机组水轮机顶盖水位长期升高的原因，通过运行观察和试验发现主轴密封漏水大和顶盖排水装置射流泵效率低，逆止阀发卡向顶盖窜水为主要原因，针对以上原因进行初步分析，并且提出相应处理意见。
关键词：水轮机顶盖；主轴密封；射流泵
0前言
水电厂共装有多台混流式水轮发电机组，电站水头在70m~110m的范围内。在正常的运行过程中观察发现1号机顶盖水位长期有升高现象，较其他机组顶盖水位高出很多，在运行状态下顶盖水位在0.53左右，停机状态下在0.33左右，导致射流泵一直处在启动水位以上，长期处于运行状态。长期以往，若顶盖水位上升加重或有排水不畅时会造成水淹顶盖，甚至水淹厂房的危害，现就1号机顶盖水位升高进行分析。
1水轮机技术背景
1.1 1号机水轮机基本参数
1.2 1号机水轮机顶盖设计的主要排水设备
（1）顶盖装有自流排水孔，通过空心导叶排至渗流排水集水井。
（2）利用射流泵将顶盖积水排至尾水管。
2 1号水轮机顶盖水位升高的原因
2.1主轴密封漏水较大
图1 1号水轮机主轴密封示意图
主轴密封结构主要由转动环、抗磨环、橡胶活塞、主轴密封座、进出水管路等部件组成，主轴密封正常工作时，密封水从进水口进入，并将橡胶活塞顶起，橡胶活塞与转动环接触，起到密封的作用[1]。运行人员在开机后发现顶盖水位上升后将密封水压逐级提高到0.3MPa，观察顶盖水位没有明显下降，仍然保持在0.5左右。经停机检查发现转动环、不锈钢抗磨环、橡胶块均磨损严重。初步判断汛期由于黄河来水泥沙的增大，且从每年的6月初一直持续到9月末，如此长期大量的泥沙磨损致使胶块和耐磨环很快变形，同时由于耐磨环变形后进一步磨损切割密封胶块，使原本密封效果极差的情况进一步恶化，因此，随着时间的推移，主轴密封刺水越来越大，顶盖水位呈现逐步上升的趋势。
2.2顶盖排水装置长期运行效率降低
如图3顶盖排水装置中高压生活水经过射流泵形成真空排走顶盖积水，但由于1号水轮机顶盖积水长期维持在较高水平，射流泵一直处于工作状态（控制水位在0.35启动，0.25停止），导致阀组疲劳损坏。经过切除射流泵发现，顶盖水位不升反降，说明射流泵未起到应有的排水作用，后来经过检修人员分解检查发现，其中逆止阀发卡导致排水不畅，部分高压生活水窜入顶盖，致使顶盖水位升高。
图2 1号水轮机主轴密封结构图
3处理意见
根据现场检查和试验确定1号机顶盖水位升高的原因，并提出一些相应的处理意见。
3.1改进主轴密封装置
1号机采用凸台式耐磨环密封结构，而我厂5号机采用了平板式耐磨环密封结构，在运行过程中我们发现5号水轮机主轴密封漏水最小，因此可以借鉴5号机水轮机主轴密封结构，对1号机主轴密封装置进行改造，将1号机主轴密封装置耐磨环凸台部分刨除，改为平板式，从而增加胶块和耐磨环的接触面，同时，建议将胶块的厚度由原来的50mm适量增加，同时将密封支架也做相应的处理。一方面使主轴密封水在密封胶块上的接触面积增大，同样的压强下面积越大压力越大，从而使密封效果得到增强；另一方面也增加胶块和耐磨环的接触面，使得密封效果大大提高。
3.2改进顶盖排水装置
在检修时更换射流泵逆止阀，阻止高压生活水窜入顶盖。但由于射流泵本身工作原理的限制，其效率一般来讲都很低，若装置中某个元件损坏还会使得高压水排至顶盖，因此，在积水较多的情况下由于其抽水效果较差不能将积水迅速排走，还可能进一步恶化积水情况。要从更本上解决问题，针对1号水轮机顶盖积水较多的特点，建议装设固定的大功率潜水泵，以有效地排走顶盖积水，以防止过高的顶盖积水对水轮机水导轴承有可能造成的极大危害。
图3顶盖排水装置原理图
4结束语
对于顶盖水位异常升高，运行人员应针对可能出现水位异常升高的原因，在平时的工作中密切关注，并辅以有效的处理措施，以保证运行设备的安全运行，保证安全生产。
参考文献
[1]水利机械运行技术[M].
作者简介
白志军（1985-），男，甘肃，本科，工程师，从事水力发电厂生产工作。
论文作者:白志军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：顶盖论文; 水位论文; 水轮机论文; 主轴论文; 射流论文; 胶块论文; 积水论文; 《电力设备》2018年第26期论文;