摘要：针对黑麋峰抽水蓄能电站4台主进水阀的伸缩节都存在不同程度的漏水，经过几年的跟踪，分析问题根源，通过将后法兰和密封座法兰的把合孔扩大，处理密封座法兰不在中心，导致间隙不均匀的问题，采用加大“O”型密封，以确保“U”型密封开口处于常开状态等方法，彻底解决主进水阀伸缩节漏水问题，消除了伸缩节处管路因为渗水而锈蚀的风险，减小了厂房的渗漏水量，有效的降低了渗漏排水泵的启动频率。
关键词：主进水阀 伸缩节 漏水 增垫
【背景】
黑麋峰抽水蓄能电站是高水头、长引水管道、采用一洞二机引水方案的大型抽水蓄能电站，在水轮机蜗壳前设置主进水阀，主进水阀下游通过伸缩节与蜗壳连接，伸缩节用于球阀的拆装和进水阀下游侧工作密封在不拆球阀主体和不排空压力钢管的情况下检修和更换，且能适应由于温度变化和作用在球阀上的水推力变化而引起的球阀沿压力钢管轴线的位移。
伸缩节与蜗壳法兰平面之间留有15mm的间隙，伸缩节与法兰之间是通过φ10 mm的“O”型盘根密封。从机组安装调试开始，4台主进水阀的伸缩节都存在不同程度的漏水，伸缩节的长期漏水容易造成伸缩节压紧螺栓、法兰及管路的锈蚀，降低管路的机械强度，增加了流道破裂水淹厂房的风险，同时增大了厂房的漏水量，降低了机组的效率和集水井的利用率。
从机组安装调试开始，黑麋峰公司4台主进水阀的伸缩节都存在不同程度的漏水，首先从2号主进水阀开始对伸缩节密封进行改造，采用在“U”型密封开口处增加φ7mm“O”型密封，密封有所改善，但仍有漏水情况发生；1号机组检修期间对1号主进水阀伸缩节进行了改造，为了使伸缩节的径向间隙均匀，将伸缩节中间法兰的螺栓孔直径增加至41mm，径向间隙调整均匀后再拧紧螺栓，同时更换了U型密封，仍有漏水现象。3号、4号机未做处理，目前统一在伸缩节下部加装集水槽，将渗漏水排至集水井。
【原因分析】
结合机组日常运行、技术监督、计划检修等情况，结合黑麋峰主进水阀伸缩节装配的实际，对可能造成伸缩节漏水因素进行逐个确认：
原因一：O型密圈或法兰封破损、密封材质不合格
O型密封圈（∅10）损伤；在装配的过程中由于法兰毛刺、密封装配不到位都有可能造成密封破损，造成密封效果不好，从而引起漏水。通过检修拆装，未发现机组伸缩机U型密封圈和密封条有破损现象。进一步打磨了压紧法兰，保证表面光滑后，更换了密封，重新进行装配，漏水未有明显减小。
结果确认：O型密圈封破损会造成伸缩节漏水，但不是本厂伸缩节漏水的原因。
原因二：间隙不均匀
密封座法兰没有在中心，导致间隙不均匀，U形密封圈不能正常工作，造成密封效果不好，从而引起漏水。
为解决这个问题，1号机组检修期间对1号主进水阀伸缩节进行了改造，为了使伸缩节的径向间隙均匀，将后法兰和密封座法兰的把合孔由34mm扩大至40mm，确保良好的居中和间隙分配。径向间隙调整均匀后再拧紧螺栓，同时更换了U型密封，仍有漏水现象。
结果确认：密封座法兰不在中心，导致间隙不均匀，会造成伸缩节漏水。
原因三：U型密封卡涩
U形密封圈密封卡涩，使开口不能正常张开，导致密封工作不正常，造成密封效果不好，从而引起漏水。
为解决这个问题，在2号主进水阀检修时，对伸缩节密封进行改造，采用在“U”型密封开口处增加φ7mm“O”型密封，确保U型开口处于常开状态，密封有所改善，但仍有漏水情况发生。
结果确认：密圈封卡涩会造成伸缩节漏水，但不是本厂伸缩节漏水的根本原因。
原因四：密封贴合不好
“U”型密封与法兰贴合不好，造成中间有间隙，也会造成伸缩节的漏水。
在后法兰和密封座法兰之间增加一垫片，同时在U形密封圈边缘也加一垫片，漏水量有所减小，但仍然漏水。
结果确认：O型密圈封破损会造成伸缩节漏水，但不是本厂伸缩节漏水的原因。
原因五：压环变形和螺栓把合不到位
压环变形和螺栓把合不到位会造成间隙过大，从而引起漏水。
伸缩节的把合螺栓用的是扭矩螺杆，每次复装都是按标准，用 M46 的扭力扳手（扭力值 1000N.m）拧紧的，不存在把合不到位。
对2号主进水阀压环的内径测量值如下表
2号主进水阀压环的内径测量相对值
.png)
测量值都在误差允许的范围之内。
结果确认：压环变形和螺栓把合不到位会造成伸缩节漏水，但不是本厂伸缩节漏水的原因。
【处理方法及实施】
根据以上要因分析，结合1号、2号机改造的效果发现，通过将后法兰和密封座法兰的把合孔由34mm扩大至40mm，在“U”型密封开口处增加φ7mm “O”型密封、在后法兰和密封座法兰之间增加一垫片，同时在U形密封圈2912边缘也加一垫片都能够有效的减小漏水量，故认为是多种原因共同作用的结果。由于在“U”型密封开口处增加φ10mm“O”型密封，是为了保证“U”型密封开口能正常开启，避免卡涩，选用一根稍大的密封即可达到相同的效果，据此选择3号主进水阀的改造对策如下表所示：
.png)
实施步骤：
（一）密封座拆卸
1.拆开密封座后法兰；
2.取出U型密封圈；
3.拆开密封座；
（二）∅2.8m伸缩管拆卸
1.拆出下游密封信号装置，拆出旁通管等附属设施；
2.将密封座及其后法兰用铁丝固定在伸缩管的吊耳上；
3.用手拉葫芦将伸缩管吊起受力；
4.拆出伸缩管与球阀的紧固螺栓；
5.带中心孔的螺栓应对称均布；
6.螺栓全部拆除后，用葫芦将伸缩管放至地面，并采取固定措施。
7.将后法兰和密封座法兰的把合孔由34mm扩大至40mm；
（三）U型密封圈更换
1.取出旧U型密封圈，换上新的U型密封圈（套于伸缩管上）；
2.在伸缩管及密封座就位并调整合格后，正式安装U型密封圈，U型密封圈安装前涂上适量的锂基脂。
（四）伸缩管回装
1.清扫检查各组合面，粘贴密封条，在密封条上涂适量凡士林；
2.用葫芦将伸缩管吊至安装位置，并调整伸缩管与压力钢管基本同心，同时须保证螺栓孔对齐；
3.安装紧固螺栓，螺栓拉伸力达到设计值后，检查组合缝间隙应符合要求，并再进行一次球阀工作密封投退试验，工作密封投退应灵活。
（五）密封座及U型密封圈安装
1.伸缩管安装完成且球阀工作密封投退灵活后，即可开始安装密封座；
2.在后法兰和密封座法兰之间增加一垫片，同时在U形密封圈2912边缘也加一垫片；
3.密封座安装前应清扫检查各组合面，并粘贴密封条（φ12），同时应在密封条上涂上适量的凡士林；
4.密封座与伸缩管的间隙调整均匀后，用M16*45的螺栓将密封座与压力钢管法兰进行紧固连接；
5.将U型密封圈涂以适量的锂基脂后装入密封槽；
6.安装密封座后法兰，用销钉定位到位后，用M30*228螺栓进行紧固连接，扭力为1000N.m（先定位到位，再紧固）；
7.测量检查组合缝间隙应符合要求。
效果验证
黑麋峰电站3号主进水阀伸缩节改造后，经过四个多月的运行，未出现漏水的情况，消除了伸缩节处管路因为渗水而锈蚀的风险。减小了厂房的漏水量，根据统计的135天的统计结果表明，渗漏泵的启动频率由原来的平均135mim/次，变成了146min/次，启动频率降低了8%，有效的降低了渗漏排水泵的启动频率。
参考文献
[1]陈秀之. 水轮发电机机械检修[M].北京：中国电力出版社，2003
[2]高冠群. 抽水蓄能机组球阀工作密封异常退出原因分析及对策，河北电力技术，2011第B04 期:41-43
作者简介：蒋君操（1984-5），男，湖南省新宁县人，工程师，主要从事调速器自动化设备维护工作。
论文作者:蒋君操
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：伸缩论文; 法兰论文; 密封圈论文; 螺栓论文; 间隙论文; 球阀论文; 机组论文; 《基层建设》2019年第27期论文;