邱鏡輝
（廣州市流溪河灌區總管（guǎn）理處）
摘 要（yào）：本（běn）文主要（yào）簡述了（le）立式水輪機主軸密封的結構以及工作原理；闡述了主軸密封漏水的主（zhǔ）要因素，加以分析；根據改造原主（zhǔ）軸密封的供水管路，從而提（tí）高了密封水的壓力等這些問題，真正解決了立式水（shuǐ）輪（lún）機（jī）主（zhǔ）軸密封漏水的現象，使改造（zào）後的水輪機（jī）可（kě）以正（zhèng）常運行。
關鍵詞：主軸密封；漏水；處理方法
轉動軸和固定部件封水的（de）結合安裝（zhuāng）是（shì）立式水輪機主軸密封的關（guān）鍵主（zhǔ）體，在水（shuǐ）頭較高的混（hún）流式水輪機裏，主軸密封基本是和機組轉（zhuǎn）輪的另（lìng）外阻（zǔ）止（zhǐ）漏水（shuǐ）的其他零件組合。通過對立式水輪機（jī）主軸密封漏（lòu）水故（gù）障真正解決之後（hòu），這樣才可以正常工作其水輪機的一個非常重要的保（bǎo）障裝備。主軸密（mì）封的主要功能就是止漏的功效，從而可以確保漏水不（bú）多的（de）條件下，可以正常運（yùn）轉一個檢驗工期。
目前，在我國（guó）高水頭混流（liú）式輪機大多數都是利（lì）用平麵交鋒式的主軸密封，經過長時間不停運作；漏（lòu）水問題就會持續出現，使其導軸承被（bèi）水浸沒，幹擾了機組的正常工（gōng）作，影響了正常工作；本文分析了主軸（zhóu）密封漏水的（de）真正（zhèng）原因，擬定出可靠的處理對策，經過改良的主軸密封，經過一段時間的工作，運作正常（cháng），其漏水（shuǐ）量也在預想範圍之內。
1 立式水輪（lún）機主軸密封的工作原理
在水輪機運作（zuò）的時候，密封塊下控是根據250kPa～300kPa的壓力較（jiào）幹（gàn）淨的水，然後使密封塊通過抵製自身的重量上可（kě）以漂浮起來，讓此牢固（gù）在主軸上的盤旋環（huán）的Z上（shàng）麵（miàn），主軸滾動是帶領抗磨環結合滾動。其密封（fēng）塊是裝置（zhì）在活塞密封座裏，在（zài）密封上設（shè）置（zhì）了4根直徑為（wéi）12mm的定位銷，從（cóng）而阻礙密封塊隻可以上（shàng）下行動，不可以做（zuò）環繞運動和沿半徑的方向疏通（tōng）。密封塊的上下都（dōu）放置了4個直徑（jìng）為6mm的暢流洞。如圖1所示。
在密封塊下控沒有壓力的時候，密封塊僅能根據自己本身降落到下麵，在活塞下控流入壓力水的時（shí）候，密（mì）封塊因為壓力的影響下上漲到Z上麵，從而在（zài）頂蓋和主（zhǔ）軸之中製止漏水的情況（kuàng）。在一般情況下，密封塊運作的時候；水流又直接流至到密封塊上（shàng）麵。在密封塊和轉動觸碰的時候，就（jiù）會出現少量水流流（liú）出，經過Z上層的排管流入集水井。在這工作的時候，流水變的量（liàng）大可以製止密封塊工作的時候過度磨損而損壞，主軸密封主要是起到封閉的作用，密封圈是根據外部（bù）重壓水與本（běn）身分量的條件下，貼緊與旋轉抗磨環上麵，阻止了水輪機和頂蓋上的流（liú）水情況，從而水不會流到頂蓋上麵，Z終閉水的功效。
2 主軸密封的構造
立式水輪機組的（de）主軸密封的作用主要是給水壓平衡式機（jī）械（xiè）密封的，利用了水光滑與冷藏，水主要是取自於機組技能提供水的一個係統。這種（zhǒng）機械密封是依據密封塊、轉動抗磨環、操作環限（xiàn）位導向杆等組合配置，主軸密封轉化抗磨環可以直接（jiē）加工在聯軸螺栓維護（hù）蓋上牢固的限製，主要是根據（jù）兩段半圓形構成組合的，安裝在密封的水（shuǐ）槽內，是“不鏽鋼骨架和聚四（sì）氟乙烯摩擦副”成為堅硬（yìng）不易變形的性質，圖2是斷麵水壓式密封構造（zào）。
3 主（zhǔ）軸密封（fēng）漏水的原（yuán）故解析
1）原故解析。一般情況（kuàng）下（xià），水輪機的（de）運作密封是（shì）不是很好主要（yào）在於密封塊和轉動抗磨片的結合有沒有（yǒu）間隙，從問題出現的（de）角度考慮，漏水量（liàng）形成特別大，一定和密封環（huán）和轉動抗磨環的結合點（diǎn）不是很嚴密有關係，正常漏水（shuǐ）原因和以下（xià）條件有關。（1）此技術供水管道的管子半徑正（zhèng）常都（dōu）特別小；從而在密封（fēng）塊下（xià）控的壓力水流隨之變化更小，正常少於（yú）暢流孔的漏水的水量（liàng），這樣就沒有壓力，在沒壓力的（de）時候密封塊（kuài）被頂起來的可能（néng）性很小。密封塊和轉環兩者不是很緊密，持（chí）續漏水。（2）一般在裝置的時候（hòu），正（zhèng）常都是可以確保密封環和轉動抗磨環的之間的交鋒，但是有時候密封環被（bèi）堵塞著（zhe），還有阻礙一般超越密封環自己的重（chóng）量和外（wài）界水（shuǐ）的壓力，使得密封的交鋒麵的位置沒有成為水膜，從而（ér）密封沒有效果。（3）在轉動換上每一個速率（lǜ）方（fāng）位都是在繞圈運動的和圓相切的直（zhí）線角度（dù），但是這（zhè）物體接（jiē）觸和移動的方位是（shì）相反的，密（mì）封塊在運作中的受力和重力、水壓（yā）力、摩擦力有關，這樣不停工作，因為定位銷的束縛，常常會出現密封塊的定位（wèi）銷孔和定（dìng）位銷合（hé）體，從而使得密封塊所損壞。
2）主軸密封受力的有關丈量（liàng）算法和解析。（1）受力分析。①重力（lì）：主軸密封自重產生的壓強是p=（22.18kg×9.8m/s2）÷686.88cm2÷10=3.2kPa。②摩擦（cā）力（lì）：橡膠對不鏽鋼Z大的（de）幹摩擦（cā）因數是（shì）1.50～0.75，主軸密封主要是因為水摩擦，其因數是0.20～0.25。③將對主軸密封產（chǎn）生的壓力（lì）進行穩定，下方軸密封另外施加4.7kPa的壓力，一般（bān）機組（zǔ）主軸密封升起的水壓（yā）至少為9.5kPa。在上述結構中主軸密（mì）封所需水壓為20kPa大概是正確條件下的2倍左右，這樣可以足夠壓力所需，使得機組（zǔ）密封不能頂起來，根本不是（shì）供水壓力不夠的原（yuán）因導致（zhì）。（2）主軸密封的（de）水量計算算法。漏水麵積：4個定位銷（xiāo）孔漏水麵積為3.52cm2；4個排水孔麵積為1.13cm2；測量主（zhǔ）軸密封距（jù）離兩邊的空隙約為1mm，而（ér）橡膠密封兩側漏水麵積大約為27.85cm2。主軸密（mì）封供（gòng）水（shuǐ）麵積：直（zhí）徑為（wéi）15mm的鍍鋅（xīn）管的壓力管道，其（qí）過水斷麵積為1.77cm2。從（cóng）以上的計算（suàn）可得出：機組主軸密封的供水管橫截麵積為（wéi）1.77cm2，而漏水的麵積卻超過了32.50cm2，導致供水量不能（néng）將主（zhǔ）軸密封頂起並與轉動密封環銜接。實際的水壓小（xiǎo）於供水管除壓（yā）力表顯示的（de）100kPa，實際壓力為5.5kPa。由於壓力不足正（zhèng）常（cháng）運行所需的9.5kPa，所以（yǐ）主軸密（mì）封無法（fǎ）正常操作，導致不能實現密封。
4 處理方（fāng）法
綜上所述可知，想解決主軸密封漏水（shuǐ）的問題需（xū）要綜合考慮（lǜ）水量、壓力這兩方麵的因素，要從根本上解決問題。1）將主軸密封處6mm的小膠條進行（háng）替換，嚐試厚度6.1mm或6.2mm做替代，以主軸密封裝置可用自重來進行上下運（yùn）行為選擇標準。2）對於主軸密封座處密封條直徑偏大或偏小以及老化（huà）問題，應（yīng）該及時進（jìn）行工藝改良。3）對（duì）原主軸供水的管道進行改（gǎi）造，將供水環管供水所用連接的（de）單根DN15管路，更改為供水環管直接可以供水，由DN25供水（shuǐ）管連接。4）提高主軸密封水壓至300kPa，使用供水（shuǐ）發來調節水量、水壓，從而控製主軸密封處與頂蓋之間的（de）摩擦（cā）力以及頂蓋所（suǒ）承受的壓應力，來（lái）避（bì）免摩擦過於強烈，應當以密封出減少漏水為調節標準。5）將主軸密封件摩擦導致（zhì）的變形（xíng）材料進行及時的處理，可以Z大程度保證摩擦（cā）麵（miàn）的整齊。6）可將一些6mm密封麵潤滑水的引入孔封堵（dǔ），選（xuǎn）擇專用矽膠進行封堵（dǔ），這樣就（jiù）可以產生壓力。來維持足夠的供水壓力。7）依照圖紙的設計規定，分析之後可以對主軸密封件處的2個半圓端進行密封膠（jiāo）合。8）在以往的主軸密封管道處另加一個700kPa壓縮空氣管路，來使得主軸不運作的時（shí）候密封塊升（shēng）起，使得（dé）主軸不與轉動抗磨環貼合過於緊湊。可以確定技術供（gòng）水（shuǐ）出現問題時頂（dǐng）蓋水位不能快速上升（shēng），不發生水淹導軸承的現象。
5 結論
因為（wéi）主軸密封是水輪機的主要核心，但是經常出現繁瑣的問（wèn）題，同時也阻止機（jī）組正常工作，會（huì）導致很多問題，通過對立式水輪機主軸密封漏水故障真正解決（jué）之後，這樣才可以（yǐ）正常工作（zuò）。
參考文獻
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來源：《科學家》2017年11期
