水輪機(jī)進(jìn)水球閥是抽水蓄能機(jī)組必備的核心部件,由于工況復(fù)雜、機(jī)組啟停頻繁,球閥的密封直接關(guān)系到機(jī)組的運(yùn)行效率和安全[1]。國內(nèi)某大型抽水蓄能電站發(fā)生工作密封故障報警,移動密封環(huán)投入及退出困難,嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行[2]。經(jīng)過分析需更換移動密封環(huán),本文將從更換移動密封環(huán)的工藝方法、工藝關(guān)鍵點(diǎn)、檢測方法、壓力試驗等方面進(jìn)行研究。

球閥密封分為上游檢修密封和下游工作密封[3],如圖1所示兩側(cè)結(jié)構(gòu)基本相同。檢修密封一般在機(jī)組檢修時投入使用,保證檢修安全,保證地下廠房安全;工作密封在機(jī)組運(yùn)行時投入使用,可以減少水力損失,提高機(jī)組運(yùn)行效率[4]。

圖1 球閥密封結(jié)構(gòu)示意圖   下載原圖

由于移動密封環(huán)投入及退出困難,故其拆卸工藝方法將是難點(diǎn)所在。根據(jù)難點(diǎn)所在制定工藝方案,準(zhǔn)備需要使用的工具。

(1) 首先檢修密封投入,檢修密封機(jī)械鎖定投入。

(2) 對蝸殼、球閥進(jìn)行排水作業(yè)。

(3) 滿足開工條件后,依次拆除伸縮節(jié)、密封座等部件。

(4) 拆除移動密封環(huán)。

方案一是使用移動密封環(huán)上四個起吊孔,配合四個5 t手拉葫蘆同步將移動密封環(huán)緩慢取出。

方案二是使用移動密封環(huán)上四個起吊孔,配合螺桿、壓板和千斤頂將移動密封環(huán)緩慢取出。

經(jīng)過實際驗證如圖2所示,使用手拉葫蘆方案未能將移動密封環(huán)取出。如圖3所示,使用千斤頂方案成功將移動密封環(huán)取出。

圖2 手拉葫蘆方案   下載原圖

圖3 千斤頂方案   下載原圖

(5) 檢查密封座、下游密封環(huán)及各鋪焊部位是否有研傷、劃痕、銹蝕等,全面進(jìn)行清理,對銹蝕部位進(jìn)行打磨拋光,對劃痕研傷部位進(jìn)行補(bǔ)焊打磨,表面探傷合格后方可進(jìn)行下道工序。

(6) 更換新移動密封環(huán)、密封圈,回裝各部件。

(7) 進(jìn)行移動密封環(huán)壓力試驗、動作實驗。

(1) 檢修密封機(jī)械鎖定投入時需按照圖紙要求的力矩值操作,保證機(jī)械鎖定的安全性。

(2) 各部件拆卸前應(yīng)做好相應(yīng)標(biāo)記,方便回裝。

(3) 裝拆過程中,應(yīng)使用膠皮、木方防護(hù),避免研磨傷、磕碰傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。

(4) 每次裝拆都有研傷密封的風(fēng)險,故裝拆之前需對容易產(chǎn)生劃痕的部位,特別是引導(dǎo)段,倒角等部位應(yīng)沿水流方向打磨光順,如圖4所示。因銹蝕產(chǎn)生的較大凹坑打磨不夠光順,會導(dǎo)致密封研傷。

(5) 伸縮段與伸縮節(jié)之間間隙應(yīng)調(diào)整均勻,否則容易漏水。

圖4 密封研傷照片   下載原圖

經(jīng)分析,導(dǎo)致移動密封環(huán)投退困難的原因主要有兩條:

(1) 移動密封環(huán)與球閥閥體之間存在一個大約?5 mm的研點(diǎn),導(dǎo)致投退困難。

(2) 由于工地現(xiàn)場無大型數(shù)控立車、鏜床等設(shè)備,使用激光跟蹤儀對移動密封環(huán)、密封座幾何尺寸進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)移動密封環(huán)變形較大,導(dǎo)致投退及裝拆困難。

(3) 如圖5、圖6所示,移動密封環(huán)上的密封失效,已經(jīng)基本無彈性,需更換。

圖5 移動密封環(huán)測量數(shù)據(jù)   下載原圖

圖6 移動密封環(huán)上的密封失效   下載原圖

經(jīng)過對國內(nèi)某大型抽水蓄能電站進(jìn)水球閥移動密封問題進(jìn)行處理,對更換移動密封環(huán)的工藝方法、工藝關(guān)鍵點(diǎn)、檢測方法、壓力試驗等方面進(jìn)行研究。目前該機(jī)組球閥已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行兩年時間,表明此工藝方法處理是正確的,為后續(xù)其他機(jī)組出現(xiàn)同類問題提供了寶貴的經(jīng)驗。