浅析轴流转桨式机组桨叶密封装置检修新工艺

郝婷婷尹浩男于洋陈超

摘要：水力发电机组通常通过调整水轮机活动导叶的开度，调整过水流量，进而调节发电机出力，但活动导叶在调整的过程中，机组工况发生变化，产生震动、汽蚀等现象，发电效率降低，机组的寿命也会因为震动、汽蚀受到影响。

轴流转桨式机组转轮的桨叶能与活动导叶的开度进行协联，导叶开度增大或者减小的同时桨叶的开度也会随之增大或者减小，从而在负荷调节过程中降低机组振动，提高发电效率。

转轮内全是透平油，保证了桨叶转动的操作机构能得到有效润滑。因此，桨叶与转轮体相交的部位必须有一套密封装置，保证桨叶转动时，转轮内的透平油不会外泄。

关键字：轴流转桨密封装置λ盘根顶起环

轴流转桨式水轮机叶片密封装置通常由密封压板（多为不锈钢制成）、密封盘根、顶起环、弹簧等部件构成。顶起环由弹簧顶起，和外部的密封压板共同夹住中间的盘根，使之发生轻微变形，紧紧与桨叶根部的光滑配合面可靠接触，从而达到严密的密封效果。

目前我国产的轴流转桨式水轮机叶片密封盘根截面通常有X形、V形、λ形、或者由两种密封盘根共同组成。盘根在内侧的顶起环和外侧的密封压板之间，在二者的挤压力下，盘根拥有自补偿效果。当机组运行了一段时间后，密封盘根部分发生轻微磨损后，盘根会轻微变形，从而继续保持良好的密封效果。

λ形盘根是传统截面，经过多年使用证明，其具有结构简单，双密封面密封效果好，成本低等优点，因此得到广泛的应用。

笔者从事水轮机检修工作已有二十余年，对轴流转桨式水轮机结构比较熟悉，结合太平湾发电厂4#、2#机组A修的过程，简单阐述一下在检修中关于轴流转桨式机组叶片λ盘根检修的一些新工艺。

2008年我厂4#机组进行扩大性A级检修。转轮吊出后放在检修间，按照检修程序，应该先分解密封的压板，压板解除后分解叶片。

4#机组转轮密封压板的时候，采用传统的工艺，用电钻在密封压板螺栓上部的铅封打孔，然后用扁铲将铅封慢慢剔除，过程繁琐，不容易剔净。当在螺栓分解的时候，残余的铅末会阻挡螺栓的退出。

另外，残留在内六角螺栓头部内的铅更难以去除，这让内六角扳手很难深入到螺栓头部的六角孔内，在分解的过程中，由于扳手与螺栓接触面积小，扳手和螺栓都受到不同程度的损伤，严重时发生螺栓的内六角孔变成圆孔，最后只能通过焊接的方式将螺栓取出。

转轮叶片分解完毕后，取出套在叶片根部的λ盘根，发现盘根后部存在被顶起环固定螺栓顶伤的痕迹，在一定程度上磨损了盘根，降低了盘根的使用寿命，而且渗漏的油会污染环境。

2009年，我厂进行2#机组A级检修，总结了上台机组检修经验后，班组提出了检修工艺的改进措施，主要分为两个方面，一是采用气焊加热铅封使之溶化来达到分解铅封的效果。二是对顶起环固定螺栓头部进行倒角车制，这样就可以在有效控制顶起环高度、加大弹簧压缩量的同时（这其实是为了保证密封效果的措施），避免螺栓头部损伤盘根的内部，从而在一定程度上延长了盘根的使用寿命。

在用气焊清除压板螺栓的铅封的时候，要在铅水滴落的部位放好石棉布防火，并将周围可燃易燃物品搬离，作业人员须佩戴好各类劳动保护用品，清除一个铅封后，应隔一个螺孔清除下一个铅封，注意控制气焊的温度和作用在铅封上的时间，防止温度积累过高，温度过高或者时间过久可能会烧伤不锈钢压板螺孔的边缘，也可能因为过热损伤压板内部的橡胶盘根。

经过实践证明，气焊清除铅封是个快速、稳定的检修方法，铅质封堵在气焊加热下迅速融化流出，清除后的螺孔干净无任何残留铅。而且内六角螺栓头部内的铅也清除的干干净净，这样内六角扳手可以与螺栓充分接触，为下一步分解压板螺栓创造了有利条件。并且干净的内孔也会使得压板回装重新填压的铅封更加坚固。

压板、桨叶分解完毕后开始分解顶起环。顶起环在橡胶密封盘根的后方，螺栓一方面起到固定顶起环的作用，同时也是调节顶起环与盘根压紧程度的调节机构。

螺栓拧得过松的话，顶起环与底座间隙大、运动行程长，密封效果好，但盘根容易加速磨损，而且容易出现螺栓头部损伤盘根的情况。过紧的话顶起环行程短，密封效果达不到设备技术要求，并且螺栓头部容易接触损伤盘根。

考虑我厂机组检修前转轮润滑油渗漏量稍大，经过充分论证，最终采取的顶起环与底座间隙均匀为11mm，比图纸上的标示的间隙多了1mm。并且对顶起环固定螺栓的头部进行倒角处理，现场检查受损的盘根并查看图纸，最后确定内六角螺栓头部的倒角为4*4mm，如下图示：

转轮检修装配后，经过转轮耐压试验，其渗漏量远远低于技术规程规定的0.9升/24小时，实际打压试验后发现基本没有油渗漏。

中国的水电机组发展至今已数十年，各部结构逐渐成熟，已然很少出现大的设计缺陷，笔者一直在生产一线工作，深知旧工艺的局限和保守，此次工艺检修改进的内容很简单，但检修效率和质量得到巨大提高，并且最终效果达到了预期值，尤其是气焊清除密封压板的铅封，效率提高了数十倍，但对不锈钢压板没有丝毫损伤。