何強(qiáng)鋒，陳 媛，何 佳

(中國長(zhǎng)江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443002)

葛洲壩電站利用改造增容的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)19臺(tái)機(jī)組主軸密封的改造更新，將原來的雙層平板密封改造為新型的自補(bǔ)償軸向端面密封[1]，取得了滿意的運(yùn)行效果[2]。但是在安裝過程中，由于個(gè)別工藝未控制好，額外增加護(hù)罩打磨的工序，增大計(jì)算誤差，增大抗磨環(huán)、密封環(huán)安裝的難度，造成浮動(dòng)環(huán)翹曲變形，導(dǎo)致主軸密封安裝工期延長(zhǎng)。本工藝經(jīng)過葛洲壩18F主軸密封安裝調(diào)整的實(shí)踐，極大地提高了主軸密封安裝的效率。下面介紹主軸密封安裝工藝優(yōu)化的具體步驟。

1 安裝工藝優(yōu)化

1.1 原因分析

葛洲壩主軸密封結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，主要由主軸螺栓保護(hù)罩(以下簡(jiǎn)稱護(hù)罩)、檢修密封座、水箱、支撐環(huán)、浮動(dòng)環(huán)、密封圈、抗磨環(huán)組成。護(hù)罩安裝于主軸上，通過螺栓固定在聯(lián)軸螺栓上，抗磨環(huán)安裝于護(hù)罩上。密封圈安裝于浮動(dòng)環(huán)上，工作時(shí)泵入清潔水，在密封圈與抗磨環(huán)之間形成0.05～0.08 mm的水膜，阻隔江水[3]。

圖1 葛洲壩主軸密封結(jié)構(gòu)圖

葛洲壩主軸密封實(shí)際安裝過程中，要求抗磨環(huán)無錯(cuò)牙，絕對(duì)挑動(dòng)≯0.05 m，密封圈與抗磨環(huán)間無間隙，但常常因護(hù)罩安裝質(zhì)量差，造成抗磨環(huán)錯(cuò)牙嚴(yán)重，波浪度差，抗磨環(huán)高低點(diǎn)相差達(dá)0.50 mm，往往增加打磨護(hù)罩這個(gè)不必要的工藝環(huán)節(jié)；浮動(dòng)環(huán)翹曲變形，導(dǎo)致密封圈錯(cuò)牙嚴(yán)重，和抗磨環(huán)間隙達(dá)到0.50 mm以上。

因此，護(hù)罩、浮動(dòng)環(huán)、抗磨環(huán)、密封圈的安裝工藝優(yōu)化是主軸密封安裝工藝優(yōu)化的重點(diǎn)。

1.2 護(hù)罩安裝工藝優(yōu)化

1)在實(shí)際安裝過程中發(fā)現(xiàn)，護(hù)罩組合面錯(cuò)牙、翹曲變形，止口高點(diǎn)、焊渣，以及連軸螺栓止動(dòng)擋塊都能影響護(hù)罩的水平。護(hù)罩組合面錯(cuò)牙、翹曲變形無法通過調(diào)整護(hù)罩和連軸螺栓把合螺栓的緊度糾正，并且在調(diào)整抗磨板波浪度時(shí)，加墊厚度大于0.50 mm，易造成渾水從抗磨環(huán)和護(hù)罩的縫隙中進(jìn)入水箱，使工作密封漏水量加大。若打磨安裝面，空間狹小，工作量大，耗時(shí)耗力。另外護(hù)罩安裝止口高點(diǎn)、焊渣，連軸螺栓止動(dòng)擋塊焊接位置影響護(hù)罩是否安裝到位，從而影響護(hù)罩水平。所以護(hù)罩安裝時(shí)，要保證組合縫無錯(cuò)牙，止口無高點(diǎn)焊渣，擋塊位置焊接正確。

2)連軸螺栓保護(hù)罩安裝就位后，通過合像水平儀檢查抗磨板安裝面的水平，通過調(diào)整保護(hù)罩與連軸螺栓的固定螺栓的緊度將水平調(diào)整到0.30 mm/m以內(nèi)。在多臺(tái)機(jī)的安裝過程中發(fā)現(xiàn)，保護(hù)罩的水平度不超過0.30 mm/m，抗磨板實(shí)際加墊厚度也不會(huì)超過0.30 mm/m，并且0.30 mm以內(nèi)的加墊量易于調(diào)整，對(duì)工作密封的漏水量無影響。

1.3 抗磨板加墊工藝優(yōu)化

1)加墊銅皮剪成50 mm×30 mm尺寸，組合縫處縮小成30 mm×30 mm，四個(gè)角剪成圓角，防止銅皮尖角卷起，減小誤差。該尺寸的銅皮，在墊高測(cè)點(diǎn)時(shí)還不會(huì)影響周圍三個(gè)點(diǎn)。

2)在加墊過程中，需要多次拆裝抗磨板，要注意保護(hù)抗磨板工作面，每次安裝前清掃抗磨板安裝面及護(hù)罩上的渣滓。

3)每瓣抗磨板固定螺栓緊固時(shí)應(yīng)從中間向兩邊緊固，并保證每顆固定螺栓的緊度一致，避免抗磨板引起翹曲變形。

1.4 浮動(dòng)環(huán)、密封圈安裝工藝優(yōu)化

1)浮動(dòng)環(huán)為兩瓣組合，每個(gè)組合縫通過3顆螺栓把緊，2顆銷釘定位，如圖2所示。在實(shí)際安裝過程中，錯(cuò)誤的組合螺栓的緊固順序使浮動(dòng)環(huán)的翹曲變形，增加密封圈和抗磨環(huán)的間隙，增大密封圈波浪度的調(diào)整難度。通過現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)踐，將浮動(dòng)環(huán)落在調(diào)整好后的抗磨環(huán)上組圓，能有效消除組合縫錯(cuò)牙問題。螺栓緊固時(shí)應(yīng)按照先中間，再上、下的順序進(jìn)行緊固，能有效解決浮動(dòng)環(huán)翹曲變形的問題。

圖2 浮動(dòng)環(huán)組合縫圖

2)密封圈加墊之前，測(cè)量每塊密封塊的厚度，保證每塊密封塊的厚度相差≤0.1mm，并處理密封塊的高點(diǎn)、毛刺。

3)將安裝好密封圈的浮動(dòng)環(huán)單獨(dú)落在抗磨環(huán)上，使用塞尺測(cè)量密封圈和浮動(dòng)環(huán)的間隙，標(biāo)記好間隙的大小和長(zhǎng)度。為避免間隙延伸，一般加墊的長(zhǎng)度小于實(shí)際長(zhǎng)度1～2 cm，厚度小于實(shí)際厚度0.02～0.03 mm。

4)密封圈加墊合格后還需轉(zhuǎn)動(dòng)多個(gè)角度測(cè)量間隙，同時(shí)檢測(cè)抗磨板、密封塊的波浪度是否符合要求。

2 盤車法測(cè)端跳計(jì)算方法優(yōu)化

通過葛洲壩19臺(tái)機(jī)組主軸密封改造工藝的不斷實(shí)踐和總結(jié)，傳統(tǒng)的卡耶里方法[4]已不再使用，使用盤車法測(cè)量[5]抗磨環(huán)端跳并調(diào)整抗磨環(huán)波浪度已成為葛洲壩機(jī)組檢修過程中的一項(xiàng)重要工序和工藝。

2.1 前期準(zhǔn)備

在抗磨環(huán)工作面內(nèi)外側(cè)各劃分n個(gè)測(cè)點(diǎn)，盤車時(shí)用百分表測(cè)量抗磨環(huán)內(nèi)、外各測(cè)點(diǎn)處讀數(shù)。在抗磨環(huán)工作面內(nèi)外側(cè)劃分測(cè)點(diǎn)時(shí)，分別在抗磨板固定螺栓內(nèi)外側(cè)，2顆螺栓之間內(nèi)外側(cè)，抗磨板組合縫內(nèi)外側(cè)劃線，如圖3所示，這樣劃線快速準(zhǔn)確，同時(shí)測(cè)點(diǎn)分布合理，也為后續(xù)加墊調(diào)整打下基礎(chǔ)?？鼓キh(huán)盤車測(cè)端跳法圖解見圖4。

圖3 測(cè)量端跳劃線示意圖

圖4 抗磨環(huán)盤車測(cè)端跳法圖解

2.2 計(jì)算方法

設(shè)內(nèi)側(cè)百分表讀數(shù)為a1,a2,…,ak,…,an，外側(cè)百分表讀數(shù)為b1,b2,…,bk,…,bn，其中k=1,2,3,…,n[2]。

選取基準(zhǔn)點(diǎn)，為減小計(jì)算誤差，一般將測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)選在+X、+Y、-X、-Y四個(gè)方向中一個(gè)方向上，并且規(guī)定抗磨環(huán)的外側(cè)高為正。

設(shè)內(nèi)側(cè)讀數(shù)為a，外側(cè)讀數(shù)為b，基準(zhǔn)點(diǎn)處推力頭的水平度為w，抗磨環(huán)的水平度為v，抗磨環(huán)寬度為L(zhǎng)，可得：

抗磨環(huán)的凈水平度：Δv=v-w；

基準(zhǔn)點(diǎn)的內(nèi)外高差：Δh=Δv*L；

抗磨環(huán)內(nèi)圈測(cè)點(diǎn)ak相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)a的高差：Δa=ak-a；

抗磨環(huán)外圈測(cè)點(diǎn)bk相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)b的高差：Δb=bk-b；

抗磨環(huán)外圈測(cè)點(diǎn)bk相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)a的高差：Δb’=Δb+Δh。

通過計(jì)算，得出所有內(nèi)外圈測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)a的高差，為后續(xù)抗磨板的加墊調(diào)整提供了依據(jù)。從計(jì)算方法中可以看出，若Δh，Δa，Δb這三個(gè)值越趨近于零，則抗磨環(huán)的波浪度就越好。

同時(shí)為提高計(jì)算的效率，提前利用Excel將計(jì)算方法表格化，將端跳結(jié)果圖表化。

3 實(shí)際安裝舉例

通過以上安裝工藝的控制，葛洲壩18F自補(bǔ)償軸向端面密封抗磨環(huán)在2016～2017年度安裝調(diào)整過程中實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)平成功。

通過護(hù)罩工藝控制，將最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的高差控制在0.25 mm以內(nèi)(見圖5)。

圖5 葛洲壩18F內(nèi)外測(cè)點(diǎn)高差值圖

通過抗磨環(huán)加墊工藝控制，將低點(diǎn)墊高，最厚加墊僅為0.20 mm，改善抗磨環(huán)的波浪度，無需打磨護(hù)罩，省時(shí)省力(見表1)。

表1 葛洲壩18F內(nèi)外測(cè)點(diǎn)實(shí)際加墊記錄表 0.1 mm

抗磨環(huán)僅通過一次加墊，將波浪度控制在0.06 mm以內(nèi)(見圖6)。

圖6 葛洲壩18F主軸密封抗磨環(huán)調(diào)整后波浪度圖

4 結(jié) 語

本文詳細(xì)介紹了葛洲壩自補(bǔ)償性軸向端面密封安裝調(diào)整的優(yōu)化工藝，希望對(duì)同類型的主軸密封的安裝調(diào)整起到一定的指導(dǎo)性作用，少走彎路，提高效益。