水轮机主轴密封漏水的处理.docx

水轮机主轴密封漏水的处理
【摘要】
XX省XX市凤凰水电厂二级电站b站X2f机运行中主轴密封存在比较严重的漏水情况，严重影响了安全生产，同时由于漏水的增大，造成集水井排水泵频繁起动，缩短了排水泵的使用寿命。经过多方查证和实际考察，找到了主轴密封漏水的原因，并进行了处理，取得了较好的效果。
【关键词】
水轮机；主轴密封；漏水；磨损；技术改造
0概述
XX省XX市凤凰水电厂位于XX省XX县区北部山区，由凤凰水库、一级电站和二级电站a站、b站组成。其中二级电站位于XX县区归湖镇，为引水式电站，引水渠道全长15.6km，最大流量16.5m3/s，设计水头250.8m。二级a站建于1968年，目前可用装机容量2×2160kw；二级b站于2004年建成投产，装机容量2×12000kw。
二级电站b站X2f机水轮机主轴密封采用间隙式密封，投产时漏水不大，经过几年的运行后，漏水增大明显，在丰水期满负荷运行时，漏水量非常大，估算约有0.1m3/s，由于水压较高，有一部分水喷到台阶上，使运行人员在正常巡视检查水导轴承时，裤角和鞋全被打湿，这种情况不仅造成了水资源的严重浪费，而且对运行人员的人身安全构成了严重的威胁，同时由于漏水的增大，造成集水井排水泵频繁起动，缩短了排水泵的使用寿命。
1主要技术参数
1.1水轮机的主要技术参数
型号：hla542-lj-130
额定出力：12000kw
设计流量：
5.457m3/s
设计水头：250.8m
额定转速：750r/min
1.2发电机的主要技术参数
型号：sf12-8/2860
额定容量：15000kva
功率因数：0.8
2主轴密封的构成和作用
2.1主轴密封的构成
主轴密封主要由主轴密封件、主轴密封座、定位销钉、紧固螺钉和排水管等组成。
主轴密封件由内、外两个密封环构成，内环是不锈钢耐磨材料，外环是铸钢材料，在外环的内表面开有三个矩形槽，从下至上依次增大高度和深度，以降低漏水时的水压，在没开槽的内表面浇铸了一层巴氏合金锡作为磨损部分，以避免外环直接与内环接触而磨损，在最下边的矩形槽中相对方向上钻有两个孔，分别连接两条Φ25mm的排水管，以尽量排空从顶盖中漏上来的水。
2.2主轴密封的作用
主轴密封的作用是有效地阻挡水流从主轴与顶盖之间的间隙上溢，防止水轮机导轴承及顶盖被淹，维持轴承和机组的正常运行。
2.3主轴密封的技术要求
内、外环的设计间隙值为0.4mm。
3漏水原因分析
根据运行情况观察和检修情况分析，我们发现造成水轮机主轴密封漏水的原因主要是二级电站引水渠道沿途由于过度开垦破坏部分植被，造成水土流失，使渠道中的水含有大量泥沙，特别是在主汛期，情况尤其糟糕。由于渠道水中的泥沙含量较高，从而导致进入水轮机发电的水也含有较多泥沙，其中一部分泥沙随水流进入上下止漏环间隙，再进入顶盖，最后从主轴密封处漏出来.由于机组的高速旋转，水中的沙首先磨损上下止漏环，使上下止漏环间隙进一步增大，从而导致上下止漏环间的漏水不断增大，顶盖水压不断升高；其次泥沙使主轴密封处的外环内表面的巴氏合金锡磨损非常严重，造成内外环之间的间隙不断增大（在机组大修时，经过实际测量，上下止漏环间隙最小处为2mm，远大于设计间隙）.由于间隙增大，在同样的漏水压力下，漏水量增大，而顶盖水压的不断升高进一步增大了漏水量。
4处理情况
在认真研究设计图纸和资料并对有类似情况出现的电站进行考查后，我们认为可对水轮机主轴密封进行技术改造，并决定利用机组大修时进行。改造方法如下：
（1）更换上下止漏环，以使其间隙符合厂家的设计要求；
（2）改装主轴密封，在主轴密封件内加装一条尼龙环，尼龙环分半安装在外环内表面最上面的矩形槽中，以进一步减少主轴密封间隙；
（3）在外环的径向相对方向上钻四个孔，以向尼龙环与外环的径向间隙中通入来自外部的压力水，当尼龙环的内表面（与主轴密封内环接触）磨损时，由于水压的作用，尼龙环会依然紧压主轴密封内环，因而不会因尼龙环的内表面磨损造成间隙增大，由于加装的尼龙环不会降低原主轴密封件的密封效果，在两种密封措施的共同作用下密封效果应该会更好。
5结语
凤凰水电厂二级电站b站X2f机组主轴密封于2006年12月底改造完成，经观察，在机组大修后满负荷试运行时，主轴密封处漏水非常少，顶盖的水压力为0.3mpa，运行二个月后，漏水量和顶盖的水压力均无明显变化，符合各项技术指标，说明技术改造是成功的。
二级b站X2f机组的主轴密封技术改造在不影响原密封结构基础上，采用了价廉易购的尼龙环，尼龙是一种抗磨材料，而且在尼龙磨损后容易对其进行更换，改造后密封效果好，弥补了原设备的缺陷，改善了运行条件，降低了排水泵的日起动次数，延长了排水泵的寿命，取得了较好的经济效益。
【参考文献】
[1]沈鸿.机械工程手册：第四卷（机械设计一）、第五卷（机械设计二）、第十三卷（机械产品三）[m].机械工业出版社，1982.
[2]姜政权.水轮机及检修[m].职工教育出版社，1987.
[责任编辑：汤静]
第二篇：水轮机主轴制造工艺及加工方法（范文）水轮机主轴的加工难点及工艺分析
杭州杭发集团公司
徐忠
摘要。目前我厂生产有混流式（立式，卧式），轴流定浆式等型号水轮机组，各种型号上的主轴是水轮机中最关键另件，其加工误差及尺寸精度历来是水轮机加工中一个难题，特别是定浆轴流式的主轴加工，难度大，行形公差及粗糙度等要求高。必需采取一定工艺措效才能满足加工要求，本文针对我们在生产中遇到问题及解决方法进行论述（附图2例）。
关键词：水轮机
主轴
加工工艺
滚压，刀具。
一、前言：
水轮机是将水流付出的水能转换转轮机械能，使转轮和主轴克服各种阻力而连续运转起来的机器，再由机械能通过发电机转子变为电能。大型水轮机为竖轴式，中小型水轮机可以是横轴式。横轴水轮机主轴的一端由弹性联轴器连接，而另一端则靠法兰与键与转轮连接，大型竖轴的主轴通常在轴身两端制成两法兰，一端法兰与水轮的转轮固定，另一端法兰与发电机轴联接（横向再用圆柱销定牢）。水轮机主轴要承受水轮机重量，水推力，轴承径向力，拉应力和扭应力，各只把合螺栓应受剪切力等组合作用力，因而主轴在水轮机中起到相当关键另件，它的材料通常采用35X，45X或20simn（锻造），其主轴的加工尺寸精度，粗糙度，形位公差等要求较高。
二、正文：
1，本文以轴流定式水轮机主轴为例（竖轴，如图1示），浅淡主轴的加工工艺，该主轴材料为锻钢45X（实心轴），主轴一端法兰面与转轮连接，主轴另一端法兰面与发电机轴连接，两端都采用凹凸止口定位，并用连轴
1螺栓进行联接，然后用横圆柱销将各体定位牢。主轴与转轮，主轴与发电机轴都靠法兰面连接面产生摩擦力传递扭矩。主轴的加工，其尺寸精度要求高，与一般主轴的区别为：两端法兰外侧面，内外止口，法兰外圆相对于轴身水导轴承档跳动必须保证在0.02mm以内，且法兰直径公差在0.02mm以内（包括作好主轴的两端中心，其两端中心孔必需做得非常准确，作车削与安装基准用）。
2，加工工艺分析。主轴的加工难度由两方面原因造成，一是由于主轴的形位公差过小，二是由于它本身的结构特殊，从结构上看，主由毛坯由于是45X锻造实心轴，而且水导轴承档内腔要加工成30x180端面槽，难度大，轴承档外园均布8-Ф13导油孔势必造成加工过程中的断续切削力，并影响工件的表面质量，从材料上看，试棒实测力学性能硬度偏高，这些都将对切削加工构成影响。
2为解决上述难点，需以加工条件和工艺方法两方面入手，加工基本条件包括机床精度，刀具选择和切削参数。
1）由于机床精度已在安装时限制，无法消除机床本身的误差（如机床振动，尾部顶尖误差）。i.刀具选择：刀具选择抗冲击，耐磨性好，可减小因轴承档导油孔存在而造成的断续切削和冲击力产生的不利影响，减少切屑瘤带来的不利因素。在轴身和法兰面加工中分别采用yt15焊接刀具，和wnmg4225刀片，效果良好。但在加工轴承档内腔时，由于宽度小，长度长，一般割刀难以达到加工要求，为此把刀杆设计成如图2示
在加工过程中刀子伸出较长，刚性差，且平面槽又不利于排屑的顺畅，虽然工件有中心架来增强刚性。但用yt刀还是容易引起振动和崩刀，因此我把白钢刀磨成左，中，右三把切槽刀镶焊在刀杆上，轮流车削，顺利完成轴承档端面槽的加工。
2）切削参数选择恰当，避开形成切屑瘤的切削速度，最后一刀的切速，切深，进刀量二者匹配关系。
3）加工工艺的合理性对保证主轴精度到关重要，如按常规加工工艺虽然也保证工件精度，但是修正顶针孔控制内止口跳动量比较费时。因此为了减小装夹误差，劈两端中心孔及半精车内止口后再精车转轮端法兰外舌平面及止口，然后校正主轴转轮端法兰，外圆及平面，控制跳动在0.01mm以内，再精车内止口及轴身各档尺寸（这样消除了机床精度的影响，特别是尾座顶尖误差，使之主轴的各项跳动均达到要求。）
4）滚压参数：
v=80∽120米/分
滚压余量0.01∽0.015mm
4滚压前粗糙度为ra3.2∽ra1.6滚压后达到粗糙度为ra0.8走刀量：粗压为0.5∽0.6毫米/转
精压为为0.2∽0.3毫米/转
注。以滚压1∽2为宜。该主轴由于轴承档表面粗糙度要求低，因此必须采用滚压工具来保证工件表面的粗糙度，滚压工具是一种采用表面光滑的高硬度材质制成的滚压轮，利用此滚压工具，将工件表面材料处粗糙面上凸峰产生塑性流动，并填补到凹谷中，从而改变工件表面质量状况的精密加工方法，表面粗糙度与滚压力的关系为一曲线关系，且存在一个最佳滚压力当压力过小时工件表面塑性变形不够充分，使表面粗糙度不能显著降低，但是当滚压力超过某一数值继续平大时，过度的加工硬化作用会使工件表面产生起斑起皮现象，使表面粗糙度迅速增大，由于主轴总长为4034mm，刚性差，常规加工容易产生振动，影响主轴表面粗糙度。为此，在车削轴承档时，为了使工件在滚压前取得较低的表面粗糙度，在工件放适当余量后利用电动磨具对工件进行抛光至尺寸上限（即粗糙度达到ra3.2以上），再采用刀量为0.1mm线速度为40m/min进行滚压，解决了导油孔对压刀的冲击，避免损坏压刀，并保证了工件的质量。
三、结论
经测量表明，此主轴所有的形位公差，尺寸公差都达到设计要求与发
5电机把合找摆度也符合设计要求。
四、结束语
经过几年的生产实践和接触，使我了解了水轮机的构造特别是在一些主轴，发电机轴对加工工艺上有了自己的一些经验和技术水平。
参考文献：
1）
浙江机电职业学院
2）
哈尔滨大电机研究所编
3）
第三篇：水泵机械密封漏水的原因介绍大全水泵机械密封漏水原因介绍
水泵机械密封漏水的故障是水泵故障中最容易出现的故障之一，所以水泵机械密封也属于水泵部件中比较关键的易损件之一。
水泵选型时机械密封材质一定要能适合用户输送的液体介质，通常水泵出厂都是氟橡胶机械密封有的厂家是丁晴橡胶机械密封，如果腐蚀性比较严重得选用四氟材质的机械密封。
步骤/方法：
1.安装过紧。观察机械密封的动静环平面，如有严重烧焦现象，平面发黑和很深的痕迹，密封橡胶变硬，失去弹性，这种现象是由于安装过紧造成的。处理办法：调整安装高度，叶轮安装后，用螺丝刀拔动弹簧，弹簧有较强的张力，松开后即复位，有2-4mm的移动距离即可。
2.机械密封处渗漏水的第一种可能性是机封的动、静环平面磨损。而造成机封的动、静环平面磨损的原因有六个方面。
3.安装过松。观察机封动、静环平面，其表面有一层很薄的水垢，能够擦去，表面基本无磨损，这是弹簧失去弹性及装配不良造成，或电机轴向窜动造成。
4.水质差含颗粒。由于水质差，含有小颗粒及介质中盐酸盐含量高，形成磨料磨损机封的平面或拉伤表面产生沟槽、环沟等现象。处理办法：改进水压或介质，更换机封。
5.气蚀。气蚀主要产生于热水泵。由于介质是热水，水温过高产生蒸汽，管道内的汽体进入泵腔内高处，这部份的汽体无法排除，从而造成缺水运行，机封干磨失效，气蚀装自动排气阀，更换机封。
6.缺水运行造成干磨损坏。此现象多见于底阀式安装形式进口处负压，进水管有空气，泵腔内有空气，泵开机后，机封的磨擦高速运转时产生高温，无法得到冷却，检查机封，弹簧张力正常，摩擦面烧焦发黑，橡胶变硬开裂。处理办法：排尽管道及泵腔内空气，更换机械密封。
公司介绍
河北中沃工业泵厂主营大流量单级双吸中开离心泵、混流泵、耐磨渣浆泵、电厂脱硫泵、矿用多级离心泵、压滤机入料泵、管道直联泵、不锈钢化工离心泵、泵用机械密封、柴油机水泵机组等产品，并承揽非标泵产品及其配件的设计、生产与加工，水处理工程设计。信誉第一，质量保证，交货迅速。欢迎各届朋友前来洽谈业务。
河北中沃泵业有限公司
第四篇：冷却塔漏水处理方案冷却塔漏水处理
公司电解区域3个循环水系统共有冷却塔12台，其中，空压站循环水冷却塔4台，铸造车间循环水冷却塔5台，供电车间循环水冷却塔3台。电解区域冷却塔系统经过近2年的使用，发现冷却塔底部过水地盘出现不同程度的漏水现象。这种现象加速了循环水系统地基的下沉和循环水池顶部水泥面的腐蚀。
冷却塔底部过水底盘漏水，主要原因：
一、经过长时间的冲刷，过水底盘板材与板材的接口处，玻璃丝布密封出现损坏现象；
二、地基下沉，过水地盘受力不均，这两种现象导致沿过水底盘板材与板材接口处漏水。经过设备部决定，准备对冷却塔漏水点进行堵漏处理，并积极协调冷却塔厂家，免费提供堵漏材料环氧树脂、玻璃丝布和固化剂。为了消除这一隐患，设备部组织机电工区人员，首先对空压站循环水过水地盘漏水进行处理。
空压站循环水的正常运行是保证空压机正常运行的先决条件，所以，空压站循环水的运行不能停止。为此，设备部决定逐台处理漏水问题，并确定漏水处理方案。首先，确定空压站循环水停水时间，5月5日早8：45停1X冷却塔至下午15：43分空压机跳机。此次试验结果：1X冷却塔共停运7小时，室外温度为27℃，本次停运时间在环境因素下达到最长时间之效果，如气温低或阴天雨天则可将停运时间延长。其次，准备好沙袋等隔离工具，一台冷却塔停水后立即把停水冷却塔对应过水地盘与其他过水地盘进行隔离。最后，清除积水，进行处理。5月8日在各项工作准备就绪的情况下，机电工区综合维修班在班长杨海平的带领下，早上5点左右到现场进行处理漏水问题，连续三天，对冷却塔倒换，最终，顺利完成了空压站冷却塔过水地盘漏水问题。
目前，空压站循环水漏水问题已处理完毕，铸造车间循环水，供电循环水漏水问题，等堵漏材料到货后，尽快进行处理。
第五篇：清水池漏水问题的处理清水池漏水问题的处理
水池是一种专业性极强的构筑物，拥有独特的施工及工艺要求，其中，对水池最主要的要就是它的防水性能。但要较好地完成这一质量目标亦是水池施工中的难点所在，要提高水池的防水性能必须注意、抓紧以下各工序的施工：
1、钢筋绑扎
在多个净水构筑物中清沉叠池由于采用叠式结构（上面为沉淀池，下面为清水池），由于受工艺因素的影响，池体结构较为复杂，而且各结构部位承受的荷载较大，各节点不但要承受垂直荷载，也要承受水平侧压力，因此无论是池底板或是池壁的各个节点钢筋的布筋都是较为复杂和密集的，为使钢筋按设计要求绑扎好需要讲求一定的方法和技巧。首先要清晰结构的受力情况，只有这样才能清楚每种钢筋的摆放层次和位置，然后进行模拟搭设，以求研究出合理，可行的钢筋绑扎顺序，若顺序不合理，则会造成较后绑扎的钢筋无法进行绑扎，特别是各种构造加筋，若施工前不合理安排，在主体钢筋绑扎好后极有可能无法安装到正确的设计位置上，到时则只有该加筋割开，绑扎到设计位置后，再用焊接的方法将其重新连接来，对工程的质量造成不利的影响。
钢筋绑扎质量的控制，在净水构筑物中钢筋与钢筋基本上是互相扣的，每种钢筋的绑扎质量直接会影响到与其相扣的钢筋的质量，如池底与池壁、池壁转角。因此在钢筋绑扎的施工中，并不是将每种钢筋的绑扎质量控制在有规范的误差范围内便可，而且应该按照“越前越严”的原则进行施工，即先安装的钢筋安装偏差必须进行严格的控制，不单是要控制在规范允许的误差范围内，而是应控制在允许范围内且偏差要越小越好，从严进行控制，只有这样才能将钢筋整体的累加偏差，控制在较小的范围，才能保证钢筋之间有足够的间距，为确保下一工序—混凝土浇筑的质量创造有利的施工条件。同时要做好清水池四个大角池壁钢筋垂直度的控制。
2、防水套管及洞口加筋的安装
防水套管是水池池体中常见的预埋件，规格在。300—"2000之间，一般防水套管位置都需相应地加设洞口加筋。防水套管部位防止渗漏水的主要的技术措施如下：在施工前对防水套管进行检查，发现有锈蚀现象的必须经过除锈后方可投入使用。将套管洞口加筋的间距是否满足施工要求作为主要的控制项目，严格抓紧钢筋的绑扎质量;使用小直径的振棒和人工插实相结合。预防洞口加筋的间距过密，预埋件周围混凝土振捣不密实，造成蜂窝。加强对已安装套管的成品保护，避免撞击和敲击防水套管浇注防水套管附近混凝土时放缓浇筑速度，在防水套管底部开一个20的小孔，作泄气之用。在施工中，防止受振松动，与混凝土之间产生缝隙及池壁混凝土的浇注速度过快，造成混凝土中的气泡无法排走。
3、抗渗混凝土施工
混凝土浇筑前，应做好基坑降排水工作、严防地下水及地面水流入基坑而造成积水现象，影响混凝土的强度及抗渗性，并应清除模板内杂物，木模表面应用水充分湿润。混凝土下料的自由落差不得超过1.5m否则应使用串筒，溜槽或溜管等工具进行浇筑，以防混凝土发生离析而影响混凝土的浇筑质量。在结构中若有密集管群，或预埋件、钢筋稠密处，混凝土难以下落，应改用相同抗渗标号的细石混凝土进行浇筑，以保证质量。混凝土应分层浇筑。采用插入式振捣器振捣时，每层厚度不宜超过300～400mm;采用平板振捣器时，其厚度不宜超过250mm。浇筑面应尽量保持水平，其倾斜坡度不得大于l.5。相邻两层浇筑时间间隔不得超过2h，气温高时还应适当缩短。抗渗混凝土应采用机械振捣。以增强混凝土的密实性和抗渗能力。采用插入式振捣器振捣时，插点间距不应超过有效半径的1.5倍，一般应小于4oomm.振捣时间一般为10～20s，以开始泛浆无气泡为宜，不应产生漏振、欠振和过振现象。在施工缝和预埋件部位尤其应振捣密实。振捣时应避免振捣器触及模板、止水带及预埋件等。浇筑时不得留有脚手孔洞，浇筑平台和脚手架应随浇随拆。
4、施工缝和后浇带的施工
施工缝是防水工程的薄弱环节之一，应尽可能不留或少留。因此在施工前应根据构筑物的实际情况，确定其施工缝的留设位置和留设形式。而后浇缝是一种刚性接缝，一般设于早期会产生变形而后期变形趋于稳定的结构。在施工中后浇缝的留设位置、接缝形式、尺寸应符合设计规定。后浇部位的混凝土应采用补偿收缩混凝土，强度等级应与两侧先浇混凝土强度等级相同或高一个标号，后浇混凝土与两侧先浇混凝土的施工间隔时间至少为六个星期。施工缝及后浇带部位渗漏水的主要的技术措施如下：施工缝的留设位置应在池壁高度不少于500mm，施工缝与池壁一同浇注，池壁上不应留设垂直施工缝。必须留设时，应与变形缝统一起来。认真清理施工缝处。凿掉表面上的浮粒和杂物，将混凝土面凿毛，并用水冲刷干净后再进行混凝土浇注，在施工缝处先浇一层与混凝土灰砂比相同的水泥砂浆，再浇灌上层混凝土。加强施工缝处的混凝土振捣，保证捣固密实。预防在新旧混凝土之间形成夹缝。
5、防水砂浆批荡的基层处理
在现时的施工过程中，由于施工技术、施工水平的不断提高，施工质量也随之有了较大的进步，但也带来了新的问题，基层面过于光滑，造成批荡层与结构层之间无法牢固粘结，造成批荡空鼓，开裂等质量问题，在净水构筑物中会因此造成池体渗漏，严重影响工程的施工质量。使用夹板作为施工模板能够保证结构混凝土的施工质量，加上使用和易性较好的商品混凝土，可以预计结构层的混凝土表面将会比较光滑，为预防上述情况的发生，在施工过程中应在砂浆批荡前用高压喷涂机对基层表面进行一次喷浆，砂浆标号同防水砂浆底层用砂浆标号相同，同时掺入10%的108胶水。喷涂层凝结后应进行养护不少于7天。按照该施工方法对光滑的基层表面进行处理能有效解决上述的技术问题。
6、多层防水砂浆施工缝的留设方法
按规范要在净水构筑物中迎水面需做五层防水砂浆防水层，池中迎水面的池壁的面积较大，没有可能一次完成批荡，所以需留设施工缝，多层防水砂浆的施工缝的留设应符合以下规定：抹面应连续施工，分层抹压密实，避免留施工缝;必须留设时，宜留在地面上，亦可在墙面上，但须离开阴阳角处20mm以上。施工缝应分出层次，做成斜坡阶梯形遇穿管、螺栓等部位，应在周围嵌水泥浆再作防水层，接搓要依照顺序顺次操作，层层搭接紧密内外墙防水层应做成封闭整体，阴阳角均应分层做成圆弧形，阴角半径为50mm，阳角半径为10mm。
7、主体结构混凝土的成品保护措施
在主体结构完成以后，应尽快组织池外壁批荡和回填，以对混凝土起到保护作用。但若暂时未能进行批荡、回填，则应根据届时的气温情况采取每天洒水降温的办法，以减少混凝土自身温度的变化范围，以减少温度应力，避免产生温度裂缝。
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