（中国水利水电第十一工程局有限公司 河南 郑州 450001）
【摘 要】主轴密封供水中断的假信号经常会引发保护措施而使得水电站机组形成非计划性的停运，造成机组的不稳定运行还有电网对电站的一次考核。本文主要以国内某水电站为例，研究探讨引起水电站机组主轴密封供水中断的原因，通过分析发现电磁流量计误报是引起水电站停止供水的直接原因，但是水电站内部的电磁干扰和震动是引起电磁流量计误报的原因，并在此基础上探讨了国内某水电站机组主轴密封供水中断的原因与处理的措施。
【关键词】主轴密封；供水中断；事故停机；电磁流量计
【中图分类号】TV738 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）18-0169-02
1.前言
检修密封和工作密封是水电站机组主轴密封的分类，一般情况下水电站的主轴密封就是指工作密封。主轴密封是转动部件和固定部件之间的一种密封供水装置，可以有效的阻挡水流从主轴和顶盖之间流出，也可以在一定程度上阻挡淹没顶盖和水轮机导轴承，是机组正常运转的一个保证。也正是因为这样，一旦主轴密封有一点的危险就会发生水电站被淹的可能性。所以为了提前预知危险，大部分的水电站将主轴密封供水中断信号作为机组事故停机判据之一，也是为了减少不必要的经济损失。
2.对水电站机组主轴磨损原因的分析
首先认为主轴密封面破坏的主要原因，就是陶瓷图层的硬度不够，很容易被河里的石英砂磨损，在将较为先进并且耐磨损的陶瓷放入水中的时候，没有对水中的成分进行较细致的分析，对摩擦材料损坏的认识还不够，导致了陶瓷图层的破坏。
其次就是橡胶密封环结构的问题，一般橡胶密封环的固定螺栓孔在密封环上，在水电站运行的过程中，会有泥沙沉积，而且固定螺栓孔的周边和外面的联系也不是很紧密，导致沉积的泥沙出不来，然后泥沙就会经过缝隙进入到了机组主轴的密封面中，就会粘附在橡胶密封环的表面之上，时间长了之后，密封面的表面之上就会有很多的沟槽，整个接触面会出现一道道破坏的沟槽，影响水电站机组的运行。
第三点就是冷却水的供给方式有待改进，一般情况下冷却水是直接在没有经过过滤的来自天然河道的水，就会在密封的底部沉积泥沙，还是会破坏密封面。
第四，滑环上的陶瓷涂层没有覆盖整个密封面，密封面的内、外侧均留有一圈裸露的金属带。滑环与橡胶密封环不可能完全同心，运转时橡胶密封环就可能与没有陶瓷涂层的金属带磨擦，由于泥沙的作用就会加快橡胶密封环的磨损。即使陶瓷涂层硬度足够，由于此时的磨损是从侧面产生，陶瓷层还是会产生摩擦带来的破坏。
3.对主轴磨损的改进意见
第一点就是要加强陶瓷图层的品质，使得强度和耐磨性有所提高，来保证能够适应水中的泥沙和一些矿物质，不受到磨损；其次就是将橡胶密封环的结构形式进行改造，不要将固定螺孔开在密封的周边上，并且将滑环密封面上涂满陶瓷密封图层，使得密封环始终固定在陶瓷表面上。还有一点就是可以在密封环和支架上的两个压紧弹簧之间钻一个小孔，在密封环的密封面上刨出一个环形的孔槽，然后连接每一个小孔制作一头带螺牙，一头有锥度的小铜管，带螺牙的一头固定在支架上，带锥度的一头压紧在橡胶密封环上起防渗漏作用。再将每根小铜管连接到一条环形总管上，总管固定在支架上，用软管将总管与原来的冷却供水管连接通，冷却水的水源改由清水池供水。既能保护密封环不被破坏又能提高密封效果。它的工作原理是密封环中心的密封水压力高于机组间隙漏水压力，这样就在密封环中间建起了一条水密封带。由于这条密封带止水，机组运转时压力水就会向内、外两侧泄漏，既起密封作用，又润滑、清洁滑环。虽然这种方案略显复杂，但它从根本上防止了密封破坏，又提高了密封性能，使密封更加安全、可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于这种方案在密封环上增设了压力水，因此密封压紧弹簧的压紧力就会增加。
4.电磁流量计误报原因初步分析
法拉第的电磁感应定律是电磁流量计的理论前提，电磁流量计是用来测量管内导电解质的感应式仪表，可以进行较广泛的应用，但是如果没有选好形状，没有安装好以及使用不当，就会使电磁流量表产生问题。引起电磁流量表的具体原因大概有：
（1）电磁流量计的安装位置错误。在安装时，为了改善涡流与流量畸形的影响，对流量计安装的前后顺序和长度都有一定的要求，不然就会影响测量的精准度。
（2）气泡的问题。将主轴密封供水管采用竖直的安装方式，这种安装方式可以保证水流的方向可以自下而上，并且使得管道的介质满管，减小测量的误差，可以初步实现无气泡。技术供水的取水管及供水总管则位于较高的位置，就算在取水的时候在下游的地方进入了空气，也不会影响主轴密封的供水管路处。
（3）污染物堵塞探头。水电站的供水系统的水源来自于天然的河道，即使取得的水源经过了全自动滤水器等机器的过滤，但是也不排除水管之中仍然存在这少量的泥沙杂质，还有就是这些杂质会继续前进并且停留在电磁流量计的周围，直接造成了测量的误差。假如测量计一直被杂质粘附，导致探头被堵，流量计的结果就会移植显示0，就不会有变化了。
（4）电磁的干扰。首先要保证的就是将电磁流量计的安装地点远离一切磁源，但是水电站内部的水轮发电机、变压器之类的都会拥有强电磁辐射，对电磁测量计的测量结果产生了干扰。
（5）管路震动。安装电磁流量计的管道或地面不应有强烈的震动。然而，水电站一般均存在震动现象，这些震动也有可能对测量结果产生干扰。电磁流量计产品质量问题等，也有可能会引起测量结果误差。
5.电磁流量处理的措施
在明确了主轴密封供水“中断”事故停机的原因以后，通过研究，对主轴密封供水系统制定并实施了以下改造方案。
（1）更改流量计类型。目前比较常用的流量计类型包括电磁式、超声波式、热导式及挡板式流量计等。电磁流量计的测量精度会受到电磁干扰及震动的影响；外贴式超声波式流量计的探头需要使用耦合剂紧密贴合在管壁上，而耦合剂在使用一段时间后容易挥发；热导式流量计的探头也容易因污垢而影响到其测量结果；挡板式流量开关属于纯机械式流量开关，测量结果不会受到电磁干扰及震动的影响。因此，经过综合分析比较，最终确定在主轴密封供水管上增设管道式挡板流量开关作为主轴密封供水中断的判定条件，而原插入式电磁流量计的测量结果，仅被用于其流量的显示。
（2）更改机组保护程序中主轴密封供水中断事故停机的判断条件，即当挡板式流量开关发出流量过低的信号以及压力开关发出压力过低的信号时，机组保护系统才能认定主轴密封供水中断，经延时一段时间后可以启动事故停机流程。
6.结语
综上所述，笔者认为国内某水电站机组主轴密封供水中断的原因主要就是电磁流量计所发出的主轴密封供水“中断”的假信号，这不仅仅是机器的原因，还是操作人员的原因，有关的部门和人员要积极进行解决，对电磁流量计进行监测和监督，对流量计及机组保护程序中的主轴密封供水中断逻辑的判断条件进行了更改和补充。运行实践证明，改造的效果较好，有效地提高了水轮发电机组整体运行的稳定性。
参考文献
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论文作者:卢辉
论文发表刊物:《建筑知识》2017年18期
论文发表时间:2017/9/19
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