关键词：转轮漏油；密封处理；效益
1前言
大黑汀水电站位于河北省迁西滦河干流上，5#机组安装杭州发电设备厂生产的轴流转浆机组（ZZ105-LH-300；）水轮机，于1986年投入运行，2018年5月19日发现转轮漏油，压油装置启动频繁（二分钟启动一次），漏油量达到0.5顿/天，不仅影响了机组的正常安全运行，增加了发电成本，而且严重影响了唐山市滦河下游的供水质量，经过现场检查发现有两个叶片根部有漏油现象，初步分析为两只叶片根部的"入"密封因为磨损失效，造成漏油，因此必须对叶片漏油处理，一并对转轮进行检修。前提是必须在汛期泄洪弃水发电以前完成，因为当年没有安排机组大修，不能将转轮吊出转轮室进行“λ型”转轮浆叶密封更换，按常规扩修更换密封根本不可能实现，为了保证汛期弃水发电要求，必须在不进行大修的情况下在转轮室内，不吊出转轮的前提下，对5#机转轮进行转轮叶片密封更换并对转轮进行检查，发现问题一并处理，前提为在汛前弃水前完成。
2大黑汀电站的机组情况及“λ ”型密封的结构原理
2.1大黑汀5#机组浆叶密封原理
5#机浆叶“λ”型密封的结构原理见图1
这种结构的特点要求密封圈在环形槽内，A、B、C三面都应贴紧，所以设计“λ”型密封圈内孔与叶片法兰有一定的预紧量，外圈与转轮体有一定的预紧量。预紧量是靠组合零件本身尺寸精度、几何精度及安装精度来保证的，然后通过弹簧的压力并借助于顶起环、压盖等零件使密封圈按设计要求定位。叶片转动密封圈不会转动，在油压、水压作用下可以贴紧密封面，起到良好的密封作用。实践证明这种结构，它有结构紧凑，装拆方便占地小，检修容易，密封性能良好。
3方案调研
我们咨询了全国同类机组运行相关电站和相关生产厂家；上海福伊特水电公司、葛州坝水电厂，吉林红石发电站，杭州发电设备厂机电工程公司等有关单位，认为大黑汀机组可以在转轮室内更换密封。考虑到生产厂家对机组状况安装工艺比较了解，我们和杭州发电设备厂机电工程公司有关专家仔细分析了情况，杭发厂愿意帮助我们解决当前的困难，进行抢修，保证弃水期间发电。于是大黑汀管理处和杭发设备厂机电工程公司2018年5月23日达成了共同现场对5#机转轮密封进行更换处理转轮桨叶“入”密封（2#，3#）的意向，由杭发厂开始着手制作模具及冲压橡胶圈，制作弹簧加工压环，螺栓等。
4施工处理工艺过程
转轮密封更换于2018年5月30日在大黑汀电站现场开始，至6月 13日完成。自5月19日发现问题开始计算到施工完成共计历时26天，主要工作工艺过程为：一、首先抽干尾水，在转轮室内转轮下方用钢管搭设工作平台，平台高度为工作人员在转轮下方工作方便之高度，约离泄水锥1.2米，平台上方搭设木版，木版上方铺5mm厚石棉板用于防火，尾水进人孔处摆放灭火器及气割设备。二、用气割火焰加热去掉原铅封，此时转轮内油不能放掉，用于操作转动叶片。再次确认漏油原因，为两个叶片漏油及一个高压操作油腔螺丝处漏油，共计三个漏油点。三、当叶片一周原铅封全部去掉后逐一拆下压环，并在转轮体和压环上作好位置标记。四、当压环全部拆下后，从泄水锥处将转轮内油全部放出。五、用清洗剂清洗压盖2、枢轴6，仔细检查剪下的原密封圈，查明泄油的原因。六、经最后检查确认泄油的原因为老化和失效破损：（1）原“λ”密封圈（2#，3#）B断面边缘有2处磨损破损，A面边缘有一处磨损破损。（2）高压油腔开腔螺栓封闭不严造成漏油，重新加工紫铜垫圈和螺栓，进行封堵，（3）2#叶片压环根部气蚀严重，有蜂窝状气蚀及穿孔，叶片压环气蚀严重，入密封拆除安装施工，用密封胶浇筑封堵进行临时应急处理蜂窝状气蚀部位；（待下次大修时进行补焊处理），七、更换全部弹簧后，按橡胶制品胶粘工艺对新密封圈进行胶接。八、密封圈现场粘结工艺为：首先剪断新密封圈（按30度角进行一次性切割，保证切割面平整），要求环境温度高于10°C，首先用毛锉将密封圈结合面打磨，用毛刷清理干净，将美国冷硫化粘结剂SC2000和固化ER42剂按100：4比例涂两次，当第一次干透后，达到不沾手后再涂第二次，第二次达到略有粘性，再将粘好的密封圈结合面处压入模具2至3小时压实进行固化。九、固化时间达到后，打开模具后观察胶接后效果与整圈基本一致，确认顶紧环压力均匀的情况下，小心将密封圈安装入转轮体（为防止划坏密封外侧，在外侧均匀涂少量黄油，用事先准备好的木板将密封滑入）。十、按照 “λ”密封装配工艺仔细认真装配密封圈及按照编号回装压盖，均匀拧紧紧固螺钉。十一、确认装配工艺完全符合要求后给转轮充油。十二、将压力达到额定压力达0.6MPA，缓慢动作浆叶，全开至全关再全关至全开动作5至10次确认转轮开关回三个油腔全部充满后，再将油压升高至额定压力2.25MPA动作桨叶3至4个行程，确认转轮没有漏油。十三、按转轮验收规程（GB/T856 4-2003）每20分钟对转轮叶片进行一次开关（即全开到全关；全关到全开为一次）并记录，对转轮进行16小时密封严密性试验和浆叶动作试验（2018年6月12日至6月13日）确认转轮达到国标要求，无渗漏。十四、确认满足要求后，对紧固螺钉进行封堵，因原材料为铅，但在转轮室内无法进行传统工艺的铅封，因而采用环氧树脂进行密封（密封材料为环氧树脂，石英砂，聚酰胺固化剂，比例；1：1：1）。环氧密封后经过2-3小时固化，使其强度达到要求。十五、拆除尾水临时工作平台，封闭尾水及蜗壳进人门，密封更换成功并达到国标要求，实践证明，这种密封材料和处理工艺效果良好，即节省了时间，又节省了资金。
5产生弃水发电经济效益
5#机组抢修自2018年5月19日开始至6月13日完成，共计26天。5#机组自2018年7月25日弃水放洪发电，到2018年8月23日停机，共计弃水发电30天，桨叶角度﹢7，导叶49%；负荷7700共计弃水发电479.66万度，上网电价0.42元，产生发电经济效益479.66×0.42=201.46万元。
6经验和建议
6.1机组应该严格按规程规定周期进行检修，以免橡胶密封老化失效，及气蚀部位得以在厂家及时修复。
6.2 5#机组因为水库水位变幅较大134（非常洪水位）-121.5（死水位）=12.5米），轴流转浆机组可以通过导叶和浆叶协联可始终保持在高效区运行，所以当时选择了适合上游水位变幅较大的轴流转浆式机组，以便使得机组在高效率区间运行。建议水库调度运行时应严格按厂家提供的协联曲线运行，使得机组在最优工况区运行，以减少机组振动、摆度、气蚀等危害，延长机组使用寿命。
参考文献：
[1]水轮机设计手册 哈尔滨大电机研究所
[2]水轮机 水利电力出版社
[3]水利机组及辅助设备检修 水利电力出版社
作者简介：
齐津安高级工程师从事机电检修维护工作，男，1964.12。
论文作者:齐津安,于晓祥
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：转轮论文; 机组论文; 漏油论文; 密封圈论文; 叶片论文; 气蚀论文; 大黑论文; 《电力设备》2019年第8期论文;